高纯氢气发生器的制作方法

本实用新型涉及氢气发生设备技术领域，更具体地说，它涉及一种高纯氢气发生器。

背景技术：

近年来，科学家研究发现喝含有一定浓度氢气的水（人们叫做富氢水），对健康有 很多的好处，还有很多医疗方面的作用，产生富氢水的原理是用电解的方法，把水电解制出 的氢气溶于水中，然后再饮用。电解过程是电子转移，生成新物质的过程。使用电解水机的先决条件必须是水质 非常好（严格的标准是去离子水，或叫纯净水），否则，经电解水机电解后的水质，对人体健 康反而有危害；现有的常用于产生氢气的方法有高纯氢气发生器，以碱液为介质，以电解水的方式制造高纯氢气，产生的氧气排到空气中，制氢过程安全，无污染。

氢气发生器包括电解槽、纯水箱、氢/水分离器、干燥器、开关电源，在工作时只需要电解纯水即可产氢；通电后，电解池阴极产氢气，阳极产氧气，氢气进入氢/水分离器，氧气排入大气，氢/水分离器将氢气和水分离后，氢气进入干燥器除湿后，由出口输出。

现有技术中的电解槽，一般包括外壳、设置在外壳上端的阳极板、设置在外壳下端的阴极板、设置在外壳内且位于阳极板与阴极板之间的隔膜以及设置在外壳上下两端的采气装置。

通过在外壳内倒入碱性液，在给阴阳极通电之后，电解水使得H⁺与O^2-分别向阴极与阳极运动，其中H⁺会聚集到阴极板一侧产生氢气，O^2-会聚集到阳极板一侧产生氧气，通过设置在外壳上下两端的采气装置，将位于阴极板一侧的氢气收集以实现采气的目的。

但是在现有技术中，将阴极板与阳极板按上下设置的方式虽然也可以实现电解的目的，但是效率却比较低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高纯氢气发生器，能够提高电解效率，从而在相同的时间内得到较多的氢气。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种高纯氢气发生器，包括壳体、设置在壳体内的储液灌、与储液灌连通的电解槽、对电解后的氢气进行气液分离的气液分离器、对氢气进行干燥的干燥管以及对电解槽提供电能的电源，所述电解槽包括与所述储液灌连通的阳极板、设置在阳极板两侧的两块阴极板、设置在阳极板与所述阴极板之间用于密封的橡胶环以及设置在阳极板与所述阴极板之间且于橡胶环内侧用于隔绝分子的隔膜。

通过采用上述技术方案，通过设置的壳体、壳体内侧的储液灌、电解槽可以对水进行电解，从而得到氢气，通过设置的气液分离器和干燥管可对电解后的氢气进行气液分离和干燥，从而得到较为纯净且较为干燥的氢气，电解槽在电解时，在阴极板析出氢气，通过将电解槽设置为一个阳极板和两个阴极板，可以较为快速的对液体进行电解，收集氢气效率较高。

较佳的，所述隔膜两侧都设置有镍网。

通过采用上述技术方案，通过设置在隔膜两侧的镍网，起到在碱环境条件下筛分和过滤杂质的作用，从而给对隔膜进行保护。

较佳的，所述镍网远离隔膜的两侧都设置有不锈钢网。

通过采用上述技术方案，通过设置的不锈钢网，不锈钢网在安装后分别与阴极板、阳极板之间存在间隙，使得电解过程中产生的气体能够顺利排出，与此同时，不锈钢网在安装后与阳极板接触，增大了阳极板电解时与液体的接触面积，从而更为高效的进行电解。

较佳的，所述阳极板上均匀开设有多个圆孔，在阳极板径向两侧开设有导液孔，两个导液孔分别与圆孔贯通；其中一个导液孔与储液灌通过回水管连通，另一个导液孔与储液灌通过进水管连通。

通过采用上述技术方案， 通过设置在阳极板上的圆孔，可以增大阳极板与电解液之间的接触面积，从而更为高效的进行电解，同时，通过设置的回水管和进水管可以对电解槽内的液体进行补充。

较佳的，所述壳体内侧的底部倾斜设置有对所述阴极板进行固定的倾斜架，一个导液孔设置在倾斜架较高一侧且与回水管连通，另一个导液孔设置在倾斜架较低一侧且与进水管连通，液体由进水管进入电解槽，回水管回到储液灌内。

通过采用上述技术方案，通过倾斜设置的倾斜架，使得阴极板、阳极板倾斜设置，液体由较低位置的进液管进入电解槽，从而使得电解槽内能够时刻充满液体，气体由较高位置与液体一起流入储液灌内。

较佳的，所述干燥管包括外玻璃管以及套设在外玻璃管内且装有变色硅胶的内玻璃管，在所述壳体上设置有对所述外玻璃管进行固定的密封盖；在壳体设置有安装筒，所述安装筒内设置有开设有进气孔和出气孔的凸台，所述外玻璃管插接在凸台与安装筒之间的沉槽内；所述内玻璃管下端一体成形有插接管，插接管插接在进气孔内，所述内玻璃管上侧开设有供氢气由内玻璃管进入外玻璃管与内玻璃管夹层的通孔。

通过采用上述技术方案，通过设置的干燥管对氢气进行干燥，使得氢气由底端进入，进行干燥后由上侧的通孔进入外玻璃管与内玻璃管之间的夹层，氢气是最轻的气体，从而使得氢气由上侧向下侧蔓延，从而可以保证得到的氢气较为纯净，与此同时，通过设置的密封盖和安装筒，使得外玻璃管能够固定，同时液方便拆卸更换干燥管。

较佳的，所述沉槽内设置有密封垫。

通过采用上述技术方案，通过设置的密封垫可以对外玻璃管的两端进行密封，防止氢气蔓延到室外，与此同时，液能够得到较为纯净的氢气。

较佳的，所述凸台上于进气孔的四周设置有橡胶垫片，所述内玻璃管插接在进气孔内时，内玻璃管抵紧在橡胶垫片上。

通过采用上述技术方案，通过设置的橡胶垫片，当插接管插接在进气孔内时，可以对玻璃内管与进气孔四周进行密封，使得所有氢气都能够经过干燥，从而得到较为干燥的氢气。

较佳的，所述壳体上设置有将壳体内的热气排出壳体外的轴流风机。

通过设置的轴流风机，可以对壳体内的电源以及电解槽在电解过程中产生的热量进行散热。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、通过设置的壳体、壳体内侧的储液灌、电解槽可以对水进行电解，从而得到氢气，通过设置的气液分离器和干燥管可对电解后的氢气进行气液分离和干燥，从而得到较为纯净且较为干燥的氢气，电解槽在电解时，在阴极板析出氢气，通过将电解槽设置为一个阳极板和两个阴极板，可以较为快速的对液体进行电解，收集氢气效率较高；

2、通过设置的不锈钢网，不锈钢网在安装后分别与阴极板、阳极板之间存在间隙，使得电解过程中产生的气体能够顺利排出，与此同时，不锈钢网在安装后与阳极板接触，增大了阳极板电解时与液体的接触面积，从而更为高效的进行电解；

3、通过设置的干燥管对氢气进行干燥，使得氢气由底端进入，进行干燥后由上侧的通孔进入外玻璃管与内玻璃管之间的夹层，氢气是最轻的气体，从而使得氢气由上侧向下侧蔓延，从而可以保证得到的氢气较为纯净，与此同时，通过设置的密封盖和安装筒，使得外玻璃管能够固定，同时液方便拆卸更换干燥管。

附图说明

图1为高纯氢气发生器的整体结构示意图；

图2为高纯氢气发生器突出电解槽的爆炸图；

图3为高纯氢气发生器中突出阳极板的结构示意图；

图4为高纯氢气发生器中突出气液分离器的结构示意图；

图5为高纯氢气发生器中突出干燥管的剖视图；

图6为高纯氢气发生器中突出干燥管与第二出气管连接关系的结构示意图。

附图标记：1、壳体；11、空腔；2、储液灌；21、加液口；22、封盖；23、回水管；24、进水管；3、电解槽；31、阳极板；311、圆孔；312、导液孔；313、阳极接板；32、阴极板；321、下阴极板；322、上阴极板；3221、阴极接头；323、安装孔；324、排气孔；325、排气管；3251、第一排气管；3252、第二排气管；33、橡胶环；331、卡接槽；34、第一不锈钢网；35、阴极区；36、隔膜；37、镍网；38、第二不锈钢网；39、倾斜架；4、气液分离器；41、回液管；42、第一出气管；5、干燥管；51、安装口；52、外玻璃管；53、内玻璃管；531、插接管；532、通孔；54、变色硅胶；55、安装筒；551、凸台；5511、进气孔；5512、橡胶垫片；552、沉槽；56、密封盖；561、密封垫；57、第二出气管；6、电源；7、轴流风机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种高纯氢气发生器，如图1所示，包括壳体1、设置在壳体1内的储液灌2、与储液灌2连通用于发生电解反应的电解槽3、对电解槽3电解出的氢气与水进行分离的气液分离器4以及对氢气进行干燥的干燥管5。

壳体1呈矩形，内部形成有空腔11，储液灌2设置在空腔11内的一侧，在壳体1上侧开设加液口21，储液灌2的开口竖直向上穿过加液口21并通过封盖22闭合，从而方便由外部进行加溶液。

电解槽3与储液灌2通过设置的回水管23与进水管24连通，其中，回水管23、进水管24都处在储水罐2的下侧，其中，回水管23的位置较高。

如图2所示，电解槽3包括阳极板31以及设置在阳极板31上下两侧的两个相同的阴极板32，其中，阳极板31与回水管23、进水管24连通，在壳体1内底部固定设置有两个倾斜架39，倾斜架39一侧较高另一侧较低，倾斜架39上固定设置阴极板32，通过倾斜设置的倾斜架39使得电解槽3呈倾斜状态，进水管24与电解槽3在较低一端连通，回水管23与电解槽3在较高的一侧连通，从而使得内部的液体保持较为充足状态。

如图2和图3所示，阳极板31呈圆形板，材质为二氧化钌，其具有很好的催化活性，能在高电流密度下工作而槽电压比较低，较为适合析氢、析氧反应。

阳极板31上均匀开设有多个圆孔311，可以增大阳极板31与电解液之间的接触面积，从而更为高效的进行电解；在阳极板31两侧且与倾斜板39较高一侧和较低一侧都开设有导液孔312，其中，导液孔312的两端贯通圆孔311，较高一侧的导液孔312与回水管23连通，另一个导液孔312与进水管24连通，从而使得液体由进水管24进入电解槽3进行电解，电解后，在阳极板31处析出氧气，氧气与液体由回水管24流入到储液灌2内。

位于阳极板31两侧的阴极板32结构相同，分为下阴极板321和上阴极板322，现以阳极板31下侧的下阴极板321结构为例，详细说明：

下阴极板321呈圆形盘状，材质为铅板，具有良好的导电性，在阴极板321上方放置有圆环形的橡胶环33，橡胶环33的截面呈台阶状，在靠近阳极板31的一侧且于橡胶环33的内侧形成有卡接槽331。

在卡接槽331内设置有第一不锈钢网34，第一不锈钢网34与下阴极板321内壁之间形成阴极区35，其中，第一不锈钢网34起到一定导电的作用，同时第一不锈钢网34上的网孔起到过水过气的作用。

在第一不锈钢网34上侧设置有隔膜36，隔膜36为圆形，其直径与第一不锈钢网34直径相同，隔膜36圆周侧面抵接在卡接槽331径向的内壁上，在隔膜36与橡胶环33之间以粘接的方式进行密封，从而将隔膜36上方与隔膜36下方进行隔离。

隔膜36为以树脂为主体做成微孔的隔膜，具有一定的孔隙率，能使离子通过，而不使分子或气泡通过，当有电流流过时，隔膜36的欧姆电压降较低，起到在电解的过程中，将在阴极附近产生的氢气与在阳级附近产生的氧气予以分隔的作用。

在隔膜36上方设置有第二不锈钢网38，第二不锈钢网38与第一不锈钢网34结构相同，第二不锈钢网38与阳极板31接触，增大了阳极板31电解时与液体的接触面积，从而更为高效的进行电解。

隔膜36的两侧且于第一不锈钢网34、第二不锈钢网38之间都设置的镍网37，镍网37形状与隔膜36形状相同，镍网37材质为n6，厚度在0.03--4.0mm之间，网孔规格为0.3X0.6mm，其具有过滤性能稳定、精细等特点，起到在碱环境条件下筛分和过滤杂质的作用。

在两个阴极板32边缘处开设有多个安装孔323，通过使用螺栓将两个阴极板32固定，使得阳极板31夹在阴极板32中间，通过设置一个阳极、两个阴极，使得电解反应可以在两个阴极板32的附近同时进行，电解氢气的速度较快。

如图4所示，在上阴极板322上焊接有阴极接头3221，用于连接电源负极，在阳极板31一侧且沿径向焊接有阳极接板313，用于连接电源正极，在壳体1的内壁上固定设置有电源6，用于为电解槽3提供电能。

在壳体1的侧壁上设置有轴流风机7，用于将电源6以及电解槽3在电解过程中产生的热量排出壳体1。

如图2和图4所示，在两个阴极板32上且于轴向两侧开设有贯通于阴极区35的排气孔324，在排气孔324内固定设置有排气管325，其中，在上阴极板322上开设有两个排气孔324，在下阴极板321上设置为第一排气管3251，第一排气管3251连通上阴极板322上的一个排气孔324，从而将氢气导入阳极板31上侧的阴极区35内，上阴极板322上的另一个排气孔324通过设置的第二排气管3251将氢气排出。

氢气在排出的过程中会携带部分水分子，因此需要对氢气进行干燥。

在壳体1内的顶部固定设置有气液分离器4，在气液分离器4的下方设置有回液管41，上方设置有第一出气管42，第二排气管3252由侧壁连通气液分离器4，气体由第二排气管3252进入气液分离器4，气体经过干燥后由第一出气管42排出，液体由回液管41回流到电解槽，

氢气穿过气液分离器4从第一出气管42排出后进入干燥管5。

如图5和图6所示，干燥管5设置在壳体1内部，在壳体1上且与加液口21同一侧开设有安装口51，干燥管5由安装口51竖直插接在壳体1内，干燥管5包括外玻璃管52以及内玻璃管53，其中，外玻璃管52的两端形成开口，内玻璃管53内装有变色硅胶54，以用于除去氢气中的水分。

在壳体1内的下表面且于安装口51的正下方固定设置有安装筒55，在安装筒55内侧中心处固定设置有凸台551，凸台551与安装筒55内壁之间形成沉槽552，外玻璃管52由安装口51竖直插入且插接在沉槽552内，在安装口51处设置有密封盖56，旋紧安装口51，其中，外玻璃管52的下端抵接在沉槽552内，上端高过安装口51，密封盖56旋紧时，外玻璃管52的上下两端分别抵紧在沉槽552和密封盖56内，为了提高外玻璃管52的密封性，在沉槽552、密封盖56内与外玻璃管52分别抵接的一侧，均设置有密封垫561，可以对外玻璃管52的两端进行密封，防止氢气蔓延到室外，与此同时，能够得到较为纯净的氢气。

在凸台551中心开设有进气孔5511，进气孔5511的另一端由安装筒55的侧壁穿出与第一出气管41连接。

内玻璃管53的下端闭合，在其中心设置有呈圆柱形的插接管531，其中，插接管531的外径略小于进气孔5511的直径，在凸台551上且于进气孔5511的周围固定设置有向上突起的橡胶垫片5512，插接管531插接在进气孔5511内时，内玻璃管53抵紧在橡胶垫片5512上且与凸台551上表面形成间隙，使得内玻璃管53与进气孔5511四周进行密封，使得所有氢气都能够经过干燥，从而得到较为干燥的氢气。

内玻璃管53的上端与外玻璃管52一同抵接在密封盖56上，在内玻璃管53的侧壁上且远离插接管531的一端开设有通孔532，在凸台551上且于进气孔5511的一侧开设有出气孔5513，出气孔5513另一端在安装筒55的外壁上连通有第二出气管57，通过第二排气管57将氢气运送出壳体1外部。

氢气在由第一出气管42进入干燥管5的具体流动方向为：气体由第一出气管42进入通过进气孔5511进入到内玻璃管53从而进行干燥，干燥后的氢气由通孔532进入外玻璃管52与内玻璃管53之间的夹层中，由夹层中向下流动经过出气孔5511排入到第二出气管57。

由于氢气是最轻的气体，在夹层中由上之下移动过程中，使得氢气较为纯净。

在使用时，在储液灌2中加入碱性液体，液体由进水管24进入电解槽3进行电解，在阴极板32处的氢气由第二排气管3252进入气液分离器4进行分离，分离后的氢气，经过干燥管5进行干燥，干燥后的气体由第二出气管57排出壳体内收集。

本实用新型，通过设置在壳体1内侧的储液灌2、电解槽3可以对水进行电解，从而得到氢气，通过设置的气液分离器4和干燥管5可对电解后的氢气进行气液分离和干燥，从而得到较为纯净且较为干燥的氢气，电解槽2在电解时，通过将电解槽3设置为一个阳极板31和两个阴极板32，可以较为快速的对液体进行电解，收集氢气效率较高。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。