专利名称：氢氧气体发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用水有效地产生氢氧气的氢氧气体发生器。
背景技术：
—般而言，氢氧气体发生器是利用电解水的方法制取氢气和氧气的装置，S卩，在安装正、负电极的电解槽内加入含有少量电解质的水并接通直流电源，使其产生无公害的能
源资源即氢氧气。此时氢气和氧气按2 : i的摩尔百分比生成，在负电极的表面生成气泡
形态的氢气，而在正电极的表面生成气泡形态的氧气。由此产生的氢气和氧气经混合后成为可燃烧的混合气体。由于氢气和氧气在燃烧时不会产生污染物，所以作为环保型能源资源而受到广泛关注。 但相对于施加给负电极和正电极的电能而言，所生成的氢氧气的量过少，不得不
在所生成的氢氧气中混合丙烷气等辅助燃料，从而导致了其经济性的下降。
发明内容
本发明以解决上述现有技术中的技术问题作为出发点，目的在于提供一种相对投
入的电能可以增大所产生的氢氧气的量，进而可确保其经济性的氢氧气体发生器。
本发明提供的氢氧气体发生器，包括具有一定内径的金属材质管构件；插在管
构件的内部的绝缘管；电极板组件，其插在绝缘管的内部且由多个第一电极板、多个第二电
极板、多个环状隔离构件以及第一电极棒、第二电极棒组成，其中，在第一电极板的中央孔
上部形成有第一大孔、而在其下部形成有第一小孔。在第二电极板的中央孔上部形成有第
二小孔、而在其下部形成有第二大孔，环状隔离构件则安装在第一电极板和第二电极板之
间，第一电极棒在第一电极板和第二电极板经排列之后，在第一大孔和第二小孔、以及第一
小孔和第二大孔分别对齐的状态下插入第一小孔中，而第二电极棒则插入第二小孔中；前
盖，其安装在管构件的前方，其中央形成有前方流水孔，在前方流水孔的上下端各有第一贯
通孔、第二贯通孔，第一电极棒和第二电极棒贯通插入其中；后盖，其安装在管构件的后方，
其中央形成有后方流水孔，在后方流水孔的上下端各有第三贯通孔、第四贯通孔，第一电极
棒和第二电极棒贯通插入其中；绝缘衬垫，其连接在第一贯通孔、第二贯通孔和第三贯通
孔、第四贯通孔，且插有第一电极棒、第二电极棒；散热装置，其套在前盖、后盖之间的管构
件上且形成有多个散热销。 本发明提供的氢氧气体发生器，相对所投入的电能而言，可以提升所产生氢氧气
的量，即使不添加丙烷气等辅助燃料也能实现燃烧，从而可以确保其经济性。 而且，以气泡形态生成的氢气及氧气易于从电极上脱离，结果可以扩大产生电解
的电极有效面积，本发明提供的氢氧气体发生器具有可以提高电解效率的作用和效果。
图1是表示本发明的氢氧气体发生器的立体图。
图2是图1的分解立体图。
图3是沿图1中的III-III'线剖切的氢氧气体发生器的整体剖视图, 〈附图主要部位符号说明>
10. 20.31.
31b
32. 32b33.
34. 35
管构件
第一电极板 .第一大孔 第二电极板 .第二大孔 环状隔离构件 ...第一电极棒-34a、35a...螺纹 37a...连接螺杆 肌..前盖
44、45...第一贯通孔-46...前密封装置 46a.前衬垫 56.. 56b.,
47a、57a...衬垫体 50...后盖
54、55...第三贯通孔-60...散热装置 62...散热销 80...第二导热层
10a、 30.. 31a. 31c. 32a.
,第二
第二
10b...前法兰盘、后法兰盘 .电极板组件 ..中央孔 ..第一小孔 ..中央孔
32c...第二小孔
电极棒 37...端子连接螺栓 37b...连接螺栓头 41...前方流水孔
贯通孔
第四
46b... 56a...后衬垫 47、57...绝缘衬垫 47b 、 57b...衬垫法兰盘 51...后方流水孔 贯通孔
61...散热管 70...第一导热层
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明。 图1是表示本发明氢氧气体发生器的立体图，图2是图1的分解立体图，图3是沿
图i中的ni-iir线剖切的剖视图。 如图所示，本发明提供的氢氧气体发生器，包括具有一定内径的金属材质管构件 10 ;插在管构件10的内部的绝缘管20 ;电极板组件30，其插在绝缘管20的内部且由多个 第一电极板31、多个第二电极板32、多个环状隔离构件33以及第一电极棒34、第二电极棒 35组成。其中，在第一电极板31的中央孔31a上部形成有第一大孔31b、而在其下部形成 有第一小孔31c。在第二电极板32的中央孔32a上部形成有第二小孔32c、而在其下部形 成有第二大孔32b。环状隔离构件33则安装在第一电极板31和第二电极板32之间。第一 电极棒34在第一电极板31和第二电极板32经排列之后在第一大孔31b和第二小孔32c、 以及第一小孔31c和第二大孔32b分别对齐的状态下插入第一小孔31c中，而第二电极棒 35则插入第二小孔32c中；前盖40，其安装在管构件10的前方，其中央形成有前方流水孔41，在前方流水孔41的上下端各有第一贯通孔44、第二贯通孔45以便于第一电极棒34和 第二电极棒35贯通插入其中；后盖50，其安装在管构件10的后方，其中央形成有后方流水 孔51，在后方流水孔51的上下端各有第三贯通孔54、第四贯通孔55以便于第一电极棒34 和第二电极棒35贯通插入其中；绝缘衬垫47、57，其连接在第一贯通孔44、第二贯通孔45 和第三贯通孔54、第四贯通孔55上，且插有第一电极棒34、第二电极棒35 ;散热装置60，其 插在前盖40、后盖50之间的管构件10中且形成有多个散热销62。 此时，前密封装置46安装在前盖40和管构件10之间，用于密封前盖40和管构件 10，而后密封装置56则安装在后盖50和管构件10之间，用于密封后盖50和管构件10。前 密封装置46、后密封装置56优选可以使管构件10和前盖40、后盖50绝缘的绝缘材质。
此时绝缘管20和管构件10之间形成第一导热层70，以便使电解过程中产生的热 量通过绝缘管20有效传导给管构件10。而且，散热装置60和管构件10之间形成有第二导 热层80，以便使传导到管构件10的热量有效地传导给散热装置60。 管构件10的截面形状可以是圆形、矩形、六边形或八边形，其材质为不锈钢或合 金钢等金属材质。本实施例中的管构件10呈圆形且在其两侧具有前法兰盘10a和后法兰 盘10b，该管构件10用来形成机身。 绝缘管20紧贴管构件10的内侧并在管构件10和电极板组件30之间起到绝缘作 用。优选这种绝缘管20采用在电解过程中其理化性能不会发生变化的材质，例如特氟龙塑 胶、乙縮醛树脂或PP、PE材质。 如图所示，在电极板组件30中，第一 电极板31上以位于中央的中央孔3la为中心
在其上下端各形成第一大孔31b及第一小孔31c。此时，第一小孔31c的内周面与第一电极
棒34接触，但由于第一大孔31b的直径大于第一小孔31c的直径，因此第一大孔31b的内
周面不能与第一电极棒34接触。而且，第二电极板32上以位于中央的中央孔32a为中心
在其上下端各形成第二小孔32c及第二大孔32b。此时，第二小孔32c的内周面与第二电极
棒35接触，但第二大孔32b的内周面不能与第二电极棒35接触。同时，第一电极板31中
央孔31a和第二电极板32的中央孔32a形成水的流动空间，即缸体状空间。 环状隔离构件33的直径与第一电极板31、第二电极板32的直径相同，通过其将多
个第一电极板31和第二电极板32分别隔开以防止它们之间互相接触。本实施例中的第一
电极板31、第二电极板32和环状隔离构件33的厚度均为3mm。 第一电极棒34、第二电极棒35的两端各自形成有螺纹34a、35a。 根据上述结构，第一电极板31和第二电极板32之间通过环状隔离构件33而交替
排列，使第一电极棒34与第一电极板31导电连接，第二电极棒35与第二电极板32导电连接。 另外，前盖40的第一贯通孔44、第二贯通孔45和后盖50的第三贯通孔54、第四 贯通孔55中，还可以安装连接上述第一电极棒34、第二电极棒35的螺纹34a、35a部分的 端子连接螺栓37。端子连接螺栓37由连接螺杆37a和连接螺栓头37b组成，其中，连接螺 杆37a被插入第一贯通孔44、第二贯通孔45、第三贯通孔54、第四贯通孔55，同时也被第一 电极棒34、第二电极棒35的螺纹34a、35a插入，连接螺栓头37b外露在前盖40、后盖50的 外侧用于接通电源的电源线端子(未图示)，端子连接螺栓37的整体直径大于第一电极棒 34、第二电极棒35。
氢氧气体发生器原本使用直流1 12V低压电源，但要消耗数十安培的电流，因此 在与电源接通的第一电极棒34、第二电极棒35以及与用来供电的导线连接的端子中将会 产生较大热量。此时由于第一电极棒34、第二电极棒35浸泡在管构件10内部的水中，所以 可达到一定程度的冷却作用，但由于未浸在水里的端子部分则会产生较大热量，所以有可 能会损坏导线的绝缘层，为了防止出现这类损坏而使用其直径大于第一电极棒34、第二电 极棒35的端子连接螺栓37。 S卩，使端子连接螺栓37的连接螺杆37a浸入管构件10内部的 水中而对其进行一定程度的散热，而且使连接螺栓头37b的直径大于第一电极棒34、第二 电极棒35的直径，因此，端子连接螺栓37相对于第一电极棒34、第二电极棒35而言，所产 生的热量会更少一些。 所述电极板31、32采用电解效果好的材质，例如，优选电极板31、32的材料采用碳 纳米管合金钢。碳纳米管合金钢的制造方法是首先把碳纳米管制成粉末，再把镍和托玛琳 制成粉末后，根据电极板的形状压制并烧结。此时作为添加剂可以加入脱羧基钠复合物，烧 结加工约在130(TC的温度中进行。 另外，制成电极板31、32时还可采用不锈钢等金属材料，电极板31、32的表面经纳 米研磨之后，可使其有效产生电解以及所生成的氢氧气气泡更易于脱离它。这类电极板31 、 32采用不锈钢、合金钢等金属材料制成。 纳米研磨是指按纳米级单位对电极板31、32的表面进行研磨加工。通过纳米研磨 加工后可最大限度地降低电极板31、32的表面摩擦力，使所生成的氢气和氧气气泡更易于 脱离上述表面。尤其是物质从大块状态减小到纳米级规格后，其机械性能、热学性能、电性 能、磁性能和光学特性等均出现独特变化，电极板31、32的表面经纳米研磨加工后可使其 理化性能产生变化，从而可促使电解过程更加活跃。 另外，在电极板31、32的表面上还可粘贴托玛琳光催化剂。托玛琳光催化剂的制 成和粘贴方法是将托玛琳粉碎并制成数微米级到数纳米级单位的粉末，并在约130(TC的 温度中对其进行烧结，之后再利用粘接剂将其粘贴在电极板31、32上。托玛琳具有与水晶 相同的结晶结构，其属于六方晶系矿物，经摩擦产生电荷且可产生大量的负离子，因而能够 更进一步促进电解，使氢气及氧气的生成量更多。这种托玛琳经制成粉末状并烧结之后，可 成为能够扩大与水的接触面积并形成有无数微细气孔的光催化剂，在电极板31上粘贴托 玛琳光催化剂后可以进一步促进水的电解。 前盖40位于管构件10的前方，并由后述的前密封装置46、螺栓B及螺母N与前 法兰盘10a绝缘连接。而后盖50位于管构件10的后方，并由后述的后密封装置55、螺栓B 及螺母N与后法兰盘10b绝缘连接。此时的前方流水孔41、后方流水孔51与第一电极板 31的中央孔31a、第二电极板32的中央孔32a以互相面对的方式形成，以便于水从前方流 水孔41、后方流水孔51的某个方向流进后，在另一侧再以混合了电解过程中所产生的氢氧 气体和水的状态流出。 水从前盖40下端的前方流水孔41流入，由上端的前方排放孔42排出经电解后产 生的氢氧气。同时，通过前盖40上的端子40a可以连接导线并对氢氧气体发生器通电。
如图2及图3所示，前密封装置46包括安装在前盖40和前法兰盘10a之间的前 衬垫46a ;位于前盖40的前面以及前法兰盘10a的后面并由螺栓B及螺母N推向前盖40及 前法兰盘10a的前垫圈46b。
如图2及图3所示，后密封装置56包括安装在后盖50和后法兰盘10b之间的后 衬垫56a;插入后盖50和后法兰盘10b中形成的连接孔的多个后绝缘连接管55b ;位于后盖 50的前方以及后法兰盘10b的后方并由螺栓B及螺母N推向后盖50和后法兰盘10b的后 垫圈56b。 绝缘衬垫47、57与第一贯通孔44、第二贯通孔45、第三贯通孔54和第四贯通孔55 连接，其使第一电极棒34、第二电极棒35与前盖40、后盖50绝缘的同时起到防止渗水的密 封作用。这类绝缘衬垫47、57由插在第一贯通孔44、第二贯通孔45、第三贯通孔54和第四 贯通孔55中的衬垫体47a、57a和位于前盖40、后盖50的外侧的其直径大于衬垫体47a、57a 的直径的衬垫法兰盘47b、57b组成，绝缘衬垫47、57的材质可以是绝缘特氟龙材质。
散热装置60由套在前盖40、后盖50之间的管构件10上的散热管61和在散热管 61上隔离设置的多个散热销62组成。散热管61及散热销62可以利用NC机等对桶状铝管 或不锈钢管等进行加工而制成，或利用铸模来制成，也可利用耐热性塑料或陶瓷等通过成 型加工而制成。 散热装置60还可以通过先单独制成散热管61和散热销62之后再将其相互连接 的方法制成，为进一步提高散热装置60的散热效率，还可以在散热销62的表面上单独或混 合涂敷10-60纳米级规格的碳纳米管和托玛琳光催化剂。 第一导热层70可使电解过程中所产生的热量通过绝缘管20有效地向管构件10 传导。第二导热层80可以使传导到管构件10的热量再有效地传导给散热装置60。为此， 在第一导热层70、第二导热层80上可单独或混合涂敷纳米级规格，最好是涂敷10-60纳米 级规格的碳纳米管和托玛琳光催化剂。 采用上述结构时，待水从前方流水孔41和后方流水孔51的其中之一流入后对第
一电极棒34、第二电极棒35通电，则在第一电极板31、第二电极板32的表面聚集正、负电
荷，在第一电极板31、第二电极板32之间会产生电磁场。此时，在进行电解过程的电解空间
内形成电磁场空间，整个电解空间的大小相对于多个第一电极板31、第二电极板32数量而
言成正比例增大，在有效地对水进行电解的同时可增大氢气和氧气的产生量。这些氢气和
氧气气泡经混合后通过前方流水孔41、后方流水孔51的某一个向外排出。 综上所述，本发明参考以上附图对其示意的一个实施例进行了说明，但在不超越
本发明要旨与保护范围的情况下，凡拥有本发明技术领域的一般知识的人士均能了解到本
发明可进行多种修改或变型，这些变型均属于本发明的保护范围。
权利要求
一种氢氧气体发生器，其特征在于，包括具有一定内径的金属材质管构件(10)；插在管构件(10)的内部的绝缘管(20)；电极板组件(30)，其插在绝缘管(20)的内部且由多个第一电极板(31)、多个第二电极板(32)、多个环状隔离构件(33)以及第一电极棒(34)、第二电极棒(35)组成，其中，在第一电极板(31)的中央孔(31a)上部形成有第一大孔(31b)、而在其下部形成有第一小孔(31c)，在第二电极板(32)的中央孔(32a)上部形成有第二小孔(32c)、而在其下部形成有第二大孔(32b)，环状隔离构件(33)安装在第一电极板(31)和第二电极板(32)之间，第一电极棒(34)在第一电极板(31)和第二电极板(32)经排列之后，在第一大孔(31b)和第二小孔(32c)、以及第一小孔(31c)和第二大孔(32b)分别对齐的状态下插入第一小孔(31c)中，而第二电极棒(35)则插入第二小孔(32c)中；前盖(40)，其安装在管构件(10)的前方，其中央形成有前方流水孔(41)，在前方流水孔(41)的上下端各有第一贯通孔(44)、第二贯通孔(45)，第一电极棒(34)和第二电极棒(35)贯通插入其中；后盖(50)，其安装在管构件(10)的后方，其中央形成有后方流水孔(51)，在后方流水孔(51)的上下端各有第三贯通孔(54)、第四贯通孔(55)，第一电极棒(34)和第二电极棒(35)贯通插入其中；绝缘衬垫(47、57)，其连接在第一贯通孔(44)、第二贯通孔(45)和第三贯通孔(54)、第四贯通孔(55)上，且第一电极棒(34)、第二电极棒(35)插在其中；散热装置(60)，其套在前盖(40)、后盖(50)之间的管构件(10)上且形成有多个散热销(62)。
2. 根据权利要求l所述的氢氧气体发生器，其特征在于，还包括前密封装置(46)、后密封装置(56)，其中前密封装置(46)安装在前盖(40) 和管构件(10)之间，用于密封前盖(40)和管构件(IO)，而后密封装置(56)则安装在后盖 (40)和管构件(10)之间，用于密封后盖(50)和管构件(10)。
3. 根据权利要求2所述的氢氧气体发生器，其特征在于前密封装置(46)包括安装在前盖(40)和前法兰盘(10a)之间的前衬垫(46a)、以及位 于前盖(40)的前方和前法兰盘(10a)的后方的由螺栓(B)及螺母(N)推向前盖(40)及前 衬垫(46a)的前垫圈(46b)，所述后密封装置(56)包括安装在后盖(50)和后法兰盘(10b) 之间的后衬垫(56a)、以及位于后盖(50)的前方和后法兰盘(10b)的后方的由螺栓(B)及 螺母(N)推向后盖(50)及后衬垫(56a)的后垫圈(56b)。
4. 根据权利要求l所述的氢氧气体发生器，其特征在于， 电极板(31、32)由碳纳米管合金钢制成。
5. 根据权利要求l所述的氢氧气体发生器，其特征在于电极板(31、32)的表面经纳米研磨，以使其更有效地产生电解以及使所生成的氢氧气 气泡更易于脱离。
6. 根据权利要求1所述的氢氧气体发生器，其特征在于 电极板(31 、32)的表面涂敷有托玛琳光催化剂。
全文摘要
本发明提供一种氢氧气体发生器，包括管构件；插在管构件内部的绝缘管；电极板组件，其插在绝缘管的内部且由多个第一、二电极板、多个环状隔离构件以及第一、二电极棒组成，在第一电极板的中央孔上下部分别形成有第一大孔和第一小孔，在第二电极板的中央孔上下部分别形成有第二小孔和第二大孔，环状隔离构件安装在第一和第二电极板之间，第一电极棒在第一、二电极板排列之后在第一大孔和第二小孔、第一小孔和第二大孔分别对齐的状态下插入第一小孔中，第二电极棒则插入第二小孔中；前盖和后盖，其分别有第一、二贯通孔和第三、四贯通孔；绝缘衬垫，其连接在第一、二、三、四贯通孔上，第一、第二电极棒插在第一、二、三、四贯通孔和绝缘衬垫中。
文档编号C25B1/06GK101748421SQ200910205999
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者黄富成 申请人:黄富成