专利名称：高速分解水制氢装置的制作方法
技术领域：
本发明与原有梯度分解水的装置有关，特别与高速分解水制氢装置 有关。
背景技术：
人们以石油、煤、天燃气等为燃料，但石油、煤、天然气资源必然 是有限的，使用年限不长。用水氢作为燃料有其它燃料所不及的优点。 氢用水作原料来制取。故而有广泛的来源；氢燃烧时放出的热量多，放 出的热量是同质量汽油的三倍；氢燃料最大的优点是燃烧后的产物是水 水污染环境。己有的梯度电解水的方法速度慢，耗能、成本高。 ZL200520035055.2提供了一种高速分解水的装置，分解出的氢、氧纯度 低p
发明内容
本发明的目的是为了克服上不足，提供一种分解水速度快、节能、 成本低、能分解出高纯度的氢、氧的高速分解制氢装置。 本发明的目的是这样来实现的
本发明高速分解水制氨装置，包括高频直流电源、分解池、位于分 解池中的分解器，其特征在于分解器中有多排正、负极相间平行排列的 正极棒组、负极棒组，每组正极棒组上部罩有带氧氯气出口的氧氯气收 集密封罩，每组负极棒组上部罩有带氢气出口的氢气收集密封罩，氧氯 气连通管与各氧氯气收集密封罩上的氧氯气出口连通，氢气连通管与各 氢气收集密封罩上的氢气出口连通，分解器中的正、负极分别通过导线 与高频直流电源的正、负极连接，氧氯气提纯设备和氢气提纯设备分别 与氧氯气连通管、氢气连通管连通。
上述的氧氯气提纯设备中有与氧氯气连通管连通的第一水泵，与第 一水泵出口连接的第一分离塔，与第一分离塔连接的第一风机，与第一 风机连接的第一洗涤塔，与第一洗涤塔连接的第二风机，与第二风机连 接的第一干燥塔，与第一干燥塔连接的第三风机，与第三风机连接的第一冷库，与第一冷库连接的第四风机，与第四风机连接的低压氧氯库， 与低压氧氯库连接的高压氧氯库，与高压氧氯库连接的氧氯分离冷库， 氢气提纯设备中有与氢气连通管连通的第二水泵，与第二水泵出口连接 的第二分离塔，与第二分离塔连接的第五风机，与第五风机连接的第二 干燥塔，与第二干燥塔连接的第六风机，与第六风机连接的第二洗涤塔， 与第二洗涤塔连接的第七风机，与第七风机连接的第二冷库，与第二冷 库连接的第八风机，与第八风机连接的低压氢库，与低压氢库连接的高
压氢库，第一、第二冷库内的温度不能高于4'C，低压氧氯库，低压氢 库内的压力不能高于0.8MPa高压氧氯库、高压氢库内的压力为10MPa 左右即可。
上述的第一、第二分离塔上的水出口分别连接有散热器，与散热器 连接的过滤池，过滤池通过管道与分解池相通，从分离塔分离出的带杂 质的水经散热器，过滤池过滤掉杂质后再回到分解池中。
上述的每组正极棒组底部通过螺栓装在正极棒安装组合板上，每组 负极棒组底部通过螺栓装在负极棒安装组合板上，分解池中位于各安装 板底部有支持架，正、负极安装组合板置于支持架上。
上述的相邻正、负极间的距离S:30 180mm。
上述的分解池底部有带进水孔的管道，管道伸出分解池外有通过水 泵与之连接的去杂散热过滤池，去杂散热过滤池中有与分解池连通的回 水管，分解池底部带杂质的水通过带进水孔的管道和水泵泵入去杂散热 过滤池，过滤掉杂质后再回到分解池中。
上述的正极棒采用稀土陶瓷、稀土、钛、钒制成，负极棒采用石墨 碳制成，耐腐蚀、耐用，使用寿命长，正、负极棒的截面形状可为圆形、 方形或其它形状。
上述的高频直流电源由整流电路ZL101、与整流电路Z101连接的滤 波电路C101，与滤波电路C101连接的由L101和C103组成的LC振荡电 路，集电极和发射极与LC振荡电路连接的高频三极管T101，与高频三 极管T101的基极接通的频率自控电路。
本发明工作时，在分解池中加入导电盐(如硫酸、盐酸等)和水(如 是海水则不加导电盐)，通电，高频直流电源接通分解器，分解器工作， 产生氧氯混合气、氢气，在水泵作用下，将氧氯气及水和杂质、或氢气 及水和杂质分别送入第一或第二分离塔，分离出或氧气和氯气、或氢气，再经第一或第五风机剪切力送入第一或第二洗涤塔，洗涤后的氧和氯 气、或氢气再经第二或第六风机剪切力送入第一或第二干燥塔后再经第 三或第七风机剪切力送入第一或第二冷库将空气和蒸气冷却成水，氧气 和氯气或纯氢气再经第四或第八风机送入低压氧氯库或低压氧库，进入 氧氯库中的氧氯气再进入氧氯气分离库分离。
本发明分解水速度快，节能，成本低，能分解出高纯度的氢气、氯 气氧气，用于工业、农业医药、汽车业等上。
图l为本发明结构示意图。
图2为图1中的分解器与收集密封罩相互位置结构示意图。 图3为高频直流电源电路原理图。
具体实施例方式
参见图1、图2，本实用新型高速分解水制氢装置，包括高频直流 电源l，分解池2，位于分解池中的分解器3。分解器中有多排正、负极 相间平行排列的正极棒组4、负极棒组5。每组正极棒组上部罩有带氧 氯气出口 6的氧氯气收集密封罩7，每组负极棒组上部罩有带氢气出口 8的氢气收集密封罩9，氧氯气连通管10与各氧氯气收集密封罩上的氧 氯气出口连通，氢气连通管11与各氢气收集密封罩上的氢气出口连通。 正极棒采用稀土陶瓷(或稀土或钛或钒制成)，负极棒采用石墨碳制成。 每组正极棒组底部通过螺栓装在正极棒安装组合板12上，每组负极棒 组底部通过螺栓装在负极棒安装组合板13上。分解池中位于各安装板 底部有支持架14，正、负极安装组合板置于支持架上。分解器中的正、 负极分别通过导线与高频直流电源的正、负极连接，氧氯气提纯设备15 和氢气提纯设备16分别与氧氯气连通管、氢气连通管连通。
氧氯气提纯设备中有与氧氯气连通管连通的第一水泵17，与第一水 泵出口连通的的第一分离塔18，与第一分离塔连接的第一风机19,与 第一风机连接的第一洗涤塔20，与第一洗涤塔连接的第二风机21，与 第二风机连接的第一干燥塔22，与第一干燥塔连接的第三风机23，与 第三风机连接的第一冷库24，与第一冷库连接的第四风机25，与第四 风机连接的低压氧氯库26，与低压氧氯库连接的自动控制压縮机27， 与自动控制压縮机连接的氧氯高压库28，与氧氯高压库连接的压縮机 29，与压縮机连接的氧氯分离冷库30，与氧氯分离冷库连接的液态氯库31、第九风机32，与第九风机连接的氧库33。氢气提纯设备中有与氢 气连通管连通的第二水泵34，与第二水泵出口连接的第二分离塔35, 与第二分离塔连接的第五风机36，与第五风机连接的第二洗涤塔37， 与第二洗涤塔连接的第六风机38，与第六风机连接的第二干燥塔39， 与第二干燥塔连接的第七风机40，与第七风机连接的第二冷库41，与 第二冷库连接的第八风机42，与第八风机连接的低压氢库43。与低压 氢库连接的自动压縮机44，与自动压縮机连接的高压氢库45。
第一、第二分离塔上的水出口分别连接有散热器46，与散热器连接 的过滤池47，过滤池通过管道与分解池相通。
相邻正、负极间的距离S可在30 180mm间调节。 分解池底部有带进水孔的管道48,管道伸出分解池外通过水泵49 与过滤池47。
参见图1，液态氯罐50通过压縮机51与液态氯库31连接。高压氧 库52通过自动压缩机53与氧库33连接。加氧压縮机54将高压氧压入 氧气罐55中。氢压縮机56将氢高压库中的氢气压入氢罐57中，在氢 压縮机与氢高压库的连接管道上设有防爆器58。液态氢冷库59通过压 縮机60与氢高压库连接，液态氢压縮机61将液态氢压入液氮罐62中 使用。在氢高压库与液态氢压縮机连接管道上装有防爆器58。在各分离 塔氧，氯分离冷库，液态氢冷库上分别装有监控器63。
参见图1，在分解池进水口处装有与之相通的控制分解池中水位的 钳位池64、与钳位池连接的过滤池65，与过滤池连接的水泵66。
本装置中装有监控室67。
高频直流电源由整流电路ZL101、与整流电路Z101连接的滤波电路 C101，与滤波电路C101连接的由L101和C103组成的LC振荡电路，集 电极和发射极与LC振荡电路连接的高频三极管T101,与高频三极管 T101的基极接通的频率自控电路。
参见图3，频率自控电路中有为使高频隔离的输入端由LH101组成 的双线组抗干扰抑制电路，功率电流通过绕组产生的磁通互相抵销，所 以对共摸信号起衰减作用，差摸信号通过C101旁路，从而起到抗干扰 作用。在主回路中，当驱动脉冲来到T101饱和，L102的电流不能突变， 即按指数规律上升。脉宽小于2—4MS。当T101截止时，振荡电流对C103 充电，当电压(uc)上升到最大值时，电流i=0，此时高频能转成电场能，接着龟容放电，电流增至最大时，电压u。0，经过一个逆程后，线 圈尚有储能，电流向电容反向充电，通过阻尼二极管Dl作用，储能在 一周结束，释放完毕，反之亦然。
频率自控电路主要是产生与主回路保持同频可调脉冲，保障系统的 可调性，有包括R408、 C403、 R404、 C402的二级微分电路，包括Pl、 L102的比较电路，包括A1—A4的比例电路，包括P3、 P4、 T201的驱动 电路和包括SL325的指示电路。
放大器P3、 P5构成波形发生器，通过P415、 R416及C407的充放 电，送往P4的同相端，是一个具有固定频率的锯齿波，及P4的反相端 接B点电平，通过调节电位器RW1改变B点电位，在R4的输出端上得 到占空比在变化的方波，该波通过T404的倒相和T403电平切换，在R301 上得到适当峰值的阶跃脉冲电压。T201是驱动级，将前级信号变成互为 相反的二路信号，即前级为电平时，反相输出使T201导通，射级输出 T202导通，T203截止，正电荷通过R310向T101注入导通电流，反之 T201截止，T204也截止，正电荷通过R309向T203注入基极电流，使 T101基极迅速拉向负电压面截止。Pl是比较器，分别转入过热线圈两 端的电压参量，L102"a"端为电源，经整流滤波的电压，约为1万伏， 从图3可知，当T101集电极电压超过1万伏时，Pl输出低电平，降到 1万伏以下时，P1恢复高电平。电路利用负脉冲通过R408、C403及R404、 C402组成的二级微分电路，由D403、 D404整形在T401的集电极上得到 一个延迟窄小负脉冲，并通过与它相连接的M02使P3同相端钳位，控 制C427放电，从而确定下一个输出脉冲时刻，实际上完成同步跟踪， 对整机工作至关重要，它保证T101工作在低损耗开关状态，Pl输出同 时又通过由T405、 T406组成的同相放大。由D408控制脉冲输出，实际 上是门电路，当P1输出低平时，D408钳位、T403发射给反偏截止，即 使此时有突发干扰，该电路起封闭作用，制止输出。比较器P2互相端 通过分压电阻接到T101的集电极用于监视电压幅值，起到过压保护。 A1至A4组成比较电路，根据功率范围与脉宽电平变化，将A1组相同放 大。SL325为15位发光显示电路，A2为跟随器。A3、 A4分别组成显示 和电流保护电路。空载时T101磁阻大，振荡电流小，放上负载则相反， 使A3输出高电平，SL325转出不再钳位。A4是通过设定电平对流过T101 的振荡电流进行比较。低压电源电路，B201低压供电采用相互独立的nl、 n2、 n3三个绕组，nl、 n2组成简单滤波电路，供驱动及反拉电流。 n3是控制电源绕组，适应电源的波动，采用三端稳压器件78ml0。在C204 上获得平稳的电压。
已有电解水使用的是50赫直流电源，两者相比低于600至8000倍， 即分解加速度慢600至8000倍。对比实验中，本发明高频直流源效果 最佳。击破水中氢键断裂速度快，比已有电解水快600至8000倍。使 水分子裂变速度最佳。建立了简明、快捷、直接、直线电离水的法式。 氢像暴风雨般的涌现出来，与汽油相比成本低得多，氢便宜约20%至85%。 上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理 解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现 的技术均属于本发明的范围。
权利要求
1、高速分解水制氢装置，包括高频直流电源、分解池、位于分解池中的分解器，其特征在于分解器中有多排正、负极相间平行排列的正极棒组、负极棒组，每组正极棒组上部罩有带氧氯气出口的氧氯气收集密封罩，每组负极棒组上部罩有带氢气出口的氢气收集密封罩，氧氯气连通管与各氧氯气收集密封罩上的氧氯气出口连通，氢气连通管与各氢气收集密封罩上的氢气出口连通，分解器中的正、负极分别通过导线与高频直流电源的正、负极连接，氧氯气提纯设备和氢气提纯设备分别与氧氯气连通管、氢气连通管连通。
2、 如权利要求1所述的高速分解水制氢装置，其特征在于氧氯气 提纯设备中有与氧氯气连通管连通的第一水泵，与第一水泵出口连接的 第一分离塔，与第一分离塔连接的第一风机，与第一风机连接的第一洗 涤塔，与第一洗涤塔连接的第二风机，与第二风机连接的第一干燥塔， 与第一干燥塔连接的第三风机，与第三风机连接的第一冷库，与第一冷 库连接的第四风机，与第四风机连接的低压氧氯库，与低压氧库连接的 高压氧氯库，与高压氧氯库连接的氧氯分离冷库，氢气提纯设备中有与 氢气连通管连通的第二水泵，与第二水泵出口连接的第二分离塔，与第 二分离塔连接的第五风机，与第五风机连接的第二干燥塔，与第二干燥 塔连接的第六风机，与第六风机连接的第二洗涤塔，与第二洗涤塔连接 的第七风机，与第七风机连接的第二冷库，与第二冷库连接的第八风机， 与第八风机连接的低压氢库，与低压氢库连接的高压氢库。
3、 如权利要求1所述的高速分解水制氢装置，其特征在于第一、 第二分离塔上的水出口分别连接有散热器，与散热器连接的过滤池，过 滤池通过管道与分解池相通。
4、 如权利要求1或2或3所述的高速分解水制氢装置，其特征在 于每组正极棒组底部通过螺栓装在正极棒安装组合板上，每组负极棒组 底部通过螺栓装在负极棒安装组合板上，分解池中位于各安装板底部有 支持架，正、负极安装组合板置于支持架上。
5、 如权利要求1或2或3所述的高速分解水制氢装置，其特征在 于相邻正、负极间的距离S二30 180mm。
6、 如权利要求4所述的高速分解水制氢装置，其特征在于相邻正、 负极间的距离S=30 180mm。
7、 如权利要求1或2或3所述的高速分解水制氢装置，其特征在 于正极棒采用稀土陶瓷、稀土、钛、钒制成，负极棒采用石墨碳制成。
8、 如权利要求1或2或3所述的高速分解水制氢装置，其特征在 于分解池底部有带进水孔的管道，管道伸出分解池外有通过水泵与之连 接的去杂散热过滤池，去杂散热过滤池中有与分解池连通的回水管。
9、 如权利要求1或2或3所述的高速分解水制氢装置，其特征在 于高频直流电源由整流电路ZL101、与整流电路ZL101连接的滤波电路 C101，与滤波电路C101连接的由L101和C103组成的LC振荡电路，集 电极和发射极与LC振荡电路连接的高频三极管TlOl，与高频三极管 T101的基极接通的频率自控电路。
全文摘要
本发明提供了一种高速分解水制氢装置，包括高频直流电源、分解池、位于分解池中的分解器，其特征在于分解器中有多排正、负极相间平行排列的正极棒组、负极棒组，每组正极棒组上部罩有带氧氯气出口的氧氯气收集密封罩，每组负极棒组上部罩有带氢气出口的氢气收集密封罩，氧氯气连通管与各氧氯气收集密封罩上的氧氯气出口连通，氢气连通管与各氢气收集密封罩上的氢气出口连通，分解器中的正、负极分别通过导线与高频直流电源的正、负极连接，氧氯气提纯设备和氢气提纯设备分别与氧氯气连通管、氢气连通管连通。本发明分解水速度快、节能、成本低、能分解出高纯度的氢、氧。
文档编号C25B9/00GK101418452SQ200810046548
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月13日 优先权日2008年11月13日
发明者周琼容, 容 王, 朗 王, 王健康, 王新前, 王新坤 申请人:王新前