一种水电解的氢氧混合气体水气分离装置的制作方法

本发明涉及电解水制氢领域，具体涉及一种水电解的氢氧混合气体水气分离装置。

背景技术：

氢能清洁无污染，并且高效，可再生，被视为未来最有潜力的能量载体。在目前的各种制氢技术中，利用可再生能源产生的电能进行电解水制氢是较为成熟和节能环保的能源转换技术。

电解水过程由于是气液共存的，在氢气和氧气的混合气体中会含有水分。需要除去混合气体中的水分，而现有的除水装置除水效率较低。

技术实现要素：

为解决现有技术问题，本发明通过水电离后产生的氢气和氧气的混合气体通过风冷和半导体制冷板两级冷凝后，除去混合气体中的水气，同时通过使混合气体通过气体均分流管使混合气体均匀分布，同时使混合气体通过在分流面板上的排气孔，使得混合气体以从气体均分流管中心向外均匀扩散的气流分布方式排出，与温度较低的半导体制冷板实现充分且高效的接触，进一步提升除水效率，实现混合气体水气的完全分离。

本发明具体采用以下技术方案：

一种水电解的氢氧混合气体水气分离装置，包括分离箱，所述分离箱通过水平设置的隔板分隔为分离室和位于所述分离室下方的集水室，所述集水室下方设置有排水口；

所述分离室的一内侧壁上可拆卸设置有半导体制冷板，所述半导体制冷板的上端延伸至所述所述分离室的顶部，所述半导体制冷板的下端延伸至所述隔板的上端，所述半导体制冷板一侧面上设置有沿竖直方向上的排水凹槽，所述排水凹槽的下端延伸至所述集水室的内部；

所述分离室的另一内侧壁中部设置有进气口，所述进气口位于所述分离室内部的一侧设置有进气内管，所述进气内管远离所述进气口的一端通过密封胶与若干气体均分流管固定连接，所述气体均分流管的出口端设置有气体扩散面板，所述气体扩散面板正对所述半导体制冷板的制冷面；

所述进气口位于所述分离室外部的一侧设置有进气外管，所述进气外管内设置对进气外管内部的气体进行风冷的风冷装置；

所述集水室位于所述进气口的一侧内壁上设置有出气口，所述出气口连接有出气管。

进一步的方案是，所述气体均分流管靠近所述进气内管的一段内部设置有限流板，所述限流板的上下两端均与所述气体均分流管转动连接，所述限流板的顶部固定连接有转轴，所述转轴的另一端贯穿所述气体均分流管且与驱动电机的输出轴相连。

进一步的方案是，所述气体扩散面板为圆形，所述气体扩散面板上设有若干排气孔，若干所述排气孔形成若干与所述气体扩散面板同心的气孔圈，若干所述气孔圈上的所述排气孔的数量沿所述气体扩散面板的径向向外递增。

进一步的方案是，若干所述气孔圈之间的间距相同。

进一步的方案是，气体均分流管的中部连接有支撑卡环，所述支撑卡环与所述气体均分流管粘接，所述支撑卡环的内部连接有卡块，所述卡块与所述支撑卡环活动链接，所述卡块靠近所述进气内管的一侧连接有限位板，所述限位板与所述卡块焊接，所述气体均分流管远离所述进气内管的一端内部连接有连接杆，所述连接杆靠近所述支撑卡环的一侧连接有复位弹簧，所述复位弹簧远离所述连接杆的一端与所述卡块连接，所述复位弹簧的两端分别与所述连接杆、所述卡块焊接。

进一步的方案是，所述限位板的直径大于所述支撑卡环的内环直径，所述限位板靠近所述卡块的一侧连接有橡胶垫。

进一步的方案是，所述半导体制冷板远离所述制冷面的一侧设置有对所述半导体制冷板散热的散热装置。

进一步的方案是，所述排水凹槽的数量设置为若干个，且若干个所述排水凹槽等距分布。

进一步的方案是，所述隔板的下方设置有与所述隔板平行的挡板，所述隔板和所述挡板之间形成封闭的排气道，所述隔板的上表面均匀间隔分布设置有通孔，所述通孔的下端延伸至所述排气道的内部，所述出气口与所述排气道的一端相连通。

进一步的方案是，所述排气道内壁上下端对称固定设置有倾斜的导流板。

本发明的有益效果：

使水电离后产生的氢气和氧气的混合气体通过风冷和半导体制冷板两级冷凝后，除去混合气体中的水气，提升除水效率；

通过使混合气体通过气体均分流管使混合气体均匀分布，同时使混合气体通过在分流面板上的排气孔，使得混合气体以从气体均分流管中心向外均匀扩散的气流分布方式排出，与温度较低的半导体制冷板实现充分且高效的接触，进一步提升除水效率，实现混合气体水气的完全分离；

在半导体制冷板设置若干个排水凹槽，不仅增加半导体制冷板和混合气体的接触面积，同时使分离出的液态水可顺着排水凹槽进入到集水室中进行集中收集。

附图说明

图1为本发明实施例一种水电解的氢氧混合气体水气分离装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中气体均分流管的立体结构示意图；

图3为本发明实施例中气体均分流管剖视结构示意图；

图4为本发明实施例中气体扩散面板的结构示意图；

图5为本发明实施例半导体制冷板的制冷面的结构示意图；

附图标注：1-分离箱；10-分离室；100-进气内管；101-进气外管；11-集水室；12-出气管；2-隔板；3-半导体制冷板；30-排水凹槽；4-气体均分流管；40-限流板；41-转轴；42-驱动电机；43-支撑卡环；44-卡块；45-限位板；46-连接杆；47-复位弹簧；48-橡胶垫；5-气体扩散面板；50-排气孔；51-气孔圈；6-挡板；7-排气道；70-导流板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-5所示，本发明的一个实施例公开了一种水电解的氢氧混合气体水气分离装置，包括分离箱1，分离箱1通过水平设置的隔板2分隔为分离室10和位于分离室10下方的集水室11，集水室11下方设置有排水口；分离室10的一内侧壁上可拆卸设置有半导体制冷板3，半导体制冷板3的上端延伸至分离室10的顶部，半导体制冷板3的下端延伸至隔板2的上端，半导体制冷板3一侧面上设置有沿竖直方向上的排水凹槽30，排水凹槽30的下端延伸至集水室11的内部；分离室10的另一内侧壁中部设置有进气口，进气口位于分离室10内部的一侧设置有进气内管100，进气内管100远离进气口的一端通过密封胶与若干气体均分流管4固定连接，气体均分流管4靠近进气内管100的一段内部设置有限流板40，限流板40的上下两端均与气体均分流管4转动连接，限流板40的顶部固定连接有转轴41，转轴41的另一端贯穿气体均分流管4且与驱动电机42的输出轴相连；气体均分流管4的出口端设置有气体扩散面板5，气体扩散面板5为圆形，气体扩散面板5上设有若干排气孔50，若干排气孔50形成若干与气体扩散面板5同心的气孔圈51，若干气孔圈51上的排气孔50的数量沿气体扩散面板5的径向向外递增，若干气孔圈51之间的间距相同；气体扩散面板5正对半导体制冷板3的制冷面；进气口位于分离室10外部的一侧设置有进气外管101，进气外管101内设置对进气外管101内部的气体进行风冷的风冷装置；集水室11位于进气口的一侧内壁上设置有出气口，出气口连接有出气管12。气体均分流管4靠近进气内管100的一段内部设置有限流板40，限流板40的上下两端均与气体均分流管4转动连接，限流板40的顶部固定连接有转轴41，转轴41的另一端贯穿气体均分流管4且与驱动电机42的输出轴相连。

水电解后产生的氢气和氧气的混合气体通入到进气外管101，通过风冷装置对混合气体进行初步的风冷，使混合气体中的一小部分的水气冷凝成液体后从混合气体中分离。初步风冷后的混合气体依次通过进气口、进气内管进入到气体均分流管4中，通过启动驱动电机42并使半导体制冷板3通电后进行制冷，驱动电机42带动转轴41转动，转轴41转动带动限流板40旋转，实现限流板40在气体均分流管4中角度的调节，通过控制限流板40角度的调节可控制气体均分流管4内的气体流量，使各个气体均分流管4的气体均分，使得通过气体均分流管4排出到分离室10的气体较为均匀，混合气体通过气体均分流管4末端的气体扩散面板5，通过在分流面板上设置若干排气孔50，且使若干排气孔50呈圈状排列，形成若干气孔圈51，使得混合气体以从气体均分流管4中心向外均匀扩散的气流分布方式排出，与温度较低的半导体制冷板3充分且高效的接触，实现混合气体中水气的完全冷凝，实现混合气体中的高效的水气分离，分离后的混合气体通过排气口排出。

在本实施例中，气体均分流管4的中部连接有支撑卡环43，支撑卡环43与气体均分流管4粘接，支撑卡环43的内部连接有卡块44，卡块44与支撑卡环43活动链接，卡块44靠近进气内管100的一侧连接有限位板45，限位板45与卡块44焊接，气体均分流管4远离进气内管100的一端内部连接有连接杆46，连接杆46靠近支撑卡环43的一侧连接有复位弹簧47，复位弹簧47远离连接杆46的一端与卡块44连接，复位弹簧47的两端分别与连接杆46、卡块44焊接，限位板45的直径大于支撑卡环43的内环直径，限位板45靠近卡块44的一侧连接有橡胶垫48。气体流动速度过高时推动限位板45向支撑卡环43移动，由于限位板45的直径大于支撑卡环43的内环直径，降低气体的流速，气体流速降低后复位弹簧47推动卡块44复位，气体从卡块44的周围通过继续流动，保证混合气体流速平缓的通过气体均分流管4，使得混合气体流速平整的排出并进入到分离室10中，其中橡胶垫48起到密封的效果。

在本实施例中，半导体制冷板3远离制冷面的一侧设置有对半导体制冷板3散热的散热装置。由于混合气体的水气接触到温度较低的半导体制冷板后冷凝形成较大的水珠，此过程放出热量，通过散热装置对半导体制冷板进行散热，保证半导体制冷板的正常运行。

在本实施例中，排水凹槽30的数量设置为若干个，且若干个排水凹槽30等距分布。从电解后的混合气体除去的水分布在半导体制冷板板面上可通过多个通排水凹槽形成的排水通道进入到集水室中。

在本实施例中，隔板2的下方设置有与隔板2平行的挡板6，隔板2和挡板2之间形成封闭的排气道7，隔板2的上表面均匀间隔分布设置有通孔，通孔的下端延伸至排气道7的内部，出气口与排气道7的一端相连通。电解后产生的混合气体在分离室进行水气分离后通过隔板上的通孔均匀进入到排气道中排出，避免除水后的气体再接触水。

在本实施例中，排气道7内壁上下端对称固定设置有倾斜的导流板70。将进入排气道的气体导向出气口排出。

最后说明的是，以上仅对本发明具体实施例进行详细描述说明。但本发明并不限制于以上描述具体实施例。本领域的技术人员对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都涵盖在本发明范围内。