氢气发生器及其工作方法与流程

本技术涉及氢气制取，更具体地，涉及一种氢气发生器及其工作方法。

背景技术：

1、氢气发生器通过直流电的电解产生高纯度的氧气和氢气，氢气可用于燃料电池、燃料气体、反应气体和气相色谱仪等应用场景。另外，文献显示氢分子因具有抗自由基、选择性抗氧化的作用，对细胞凋亡和血管异常增生等具有积极效果。因此，为了便于使用氢气进行疾病预防及病后康复治疗，氢气呼吸机应运而生。作为吸入式的医疗器材，一种类型的氢气呼吸机利用质子交换膜水电解(proton exchange membrane electrolyzer，peme)制氢，即将符合要求的纯化水送至电解槽，纯水在直流电的作用下，在电解槽的阴极侧产生氢气，在电解槽的阳极侧产生氧气，仅收集氢气的为纯氢机，连同氧气一同收集的为氢氧机，纯氢机一般将氧气释放到大气中，氢气则通过鼻吸管吸入体内。

2、现有的氢气发生器在结构和工作流程上还不够完善，安全性和功能适配性较低，如何对氢气发生器进行改进是当下需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种氢气发生器及其工作方法，以解决现有技术中一个或多个技术问题，本技术是这样实现的：

2、第一方面，本技术的实施例提供了一种氢气发生器，氢气发生器包括：

3、电解槽，包括氢气发生槽和氧气发生槽，所述氢气发生槽设置有用于输出氢气的氢气输出口，所述氧气发生槽设置有用于输出氧气和水蒸气的气体输出口，所述氧气发生槽设置有氧气发生槽进水口；

4、供水件，所述供水件的内部设置有储水区域，所述储水区域通过管路与所述氢气输出口连通；

5、净化水塔，所述净化水塔设置有气体输入口，所述气体输入口与所述氧气发生槽的所述气体输出口连通，用于接收所述氧气发生槽产生的氧气和水蒸气，其中氧气从所述净化水塔设置的氧气排出口排出，其中水蒸气冷凝后对所述净化水塔的水进行补充；所述净化水塔设置有净化水塔出水口，所述净化水塔出水口通过管路与所述氧气发生槽进水口连通，所述净化水塔内部设有净水元件，所述净水元件将所述净化水塔内部的水净化后通过所述净化水塔出水口、所述氧气发生槽进水口向所述氧气发生槽供水；所述净化水塔与所述供水件之间通过第一补水管路连通，所述第一补水管路上设置有水泵；

6、控制模块，所述控制模块与所述电解槽和所述水泵连接，以分别控制所述电解槽和所述水泵的工作状态；当所述净化水塔内的实测水位低于预设水位范围时，所述控制模块控制所述水泵启动使所述供水件通过所述第一补水管路、净化水塔进水口向所述净化水塔供水；当所述净化水塔内的所述实测水位高于预设水位范围时，所述控制模块控制所述水泵停止以使所述供水件停止向所述净化水塔供水；

7、所述供水件连通有混合气体输出管路，所述混合气体输出管路连通有用于输入空气的空气输入管路，所述混合气体输出管路的末端设置有吸氢口，所述氢气发生槽产生的氢气经所述供水件的所述储水区域后与所述空气输入管路输入的空气混合后形成混合气体，所述混合气体经所述混合气体输出管路从所述吸氢口输出。

8、在一些实施例中，氢气发生器还包括：

9、气泵，设置于所述空气输入管路，所述气泵将外界的空气送入所述空气输入管路以及所述混合气体输出管路；所述控制模块与所述气泵连接以控制所述气泵的工作状态。

10、在一些实施例中，氢气发生器还包括：

11、第一气压传感器，设置于所述空气输入管路上，用于检测所述空气输入管路内空气的空气气压值，所述第一气压传感器与所述控制模块连接，所述控制模块获取所述空气气压值并基于预设气压范围及所述空气气压值来控制所述电解槽或/和所述气泵的工作状态。

12、优选地，所述控制模块获取所述空气气压值并基于预设气压范围及所述空气气压值来控制所述电解槽或/和所述气泵的工作状态，包括：当所述空气气压值超过所述预设气压范围时，控制模块控制所述电解槽和所述气泵停止。

13、在一些实施例中，氢气发生器还包括：

14、气容件，设置于所述空气输入管路上且位于所述气泵与空气进气口之间，所述气容件用于储存并释放从所述空气进气口进入的空气，以降低或防止空气对所述空气输入管路产生的振荡；

15、消声器，设置于所述空气输入管路上，所述消声器用于降低或防止从所述空气进气口进入所述空气输入管路产生的噪音。

16、优选地，所述消声器相较于所述气容件远离所述空气进气口。

17、在一些实施例中，氢气发生器还包括：

18、外壳体，所述外壳体的前端和底端分别设置有前端开口和底端开口，所述外壳体的后端为后面板，所述外壳体的底部设置有向所述外壳体内部延伸的左连接板与右连接板；

19、内固定架，在竖向方向延伸；所述内固定架的底部固定连接有在横向方向延伸的底板；其中，所述内固定架用于固定连接以下至少之一：所述控制模块、所述第一气压传感器、所述气泵、所述气容件、所述水泵；所述底板用于支撑以下至少之一：所述电解槽、所述净化水塔；

20、封面组件，所述封面组件的上部具有在前后方向延伸的第一固定件和第二固定件；所述封面组件设置有向后的凹入部，所述供水件坐设在所述凹入部内；

21、所述封面组件坐设在所述底板上，所述封面组件的上部的所述第一固定件和所述第二固定件穿过所述内固定架并与所述后面板固定连接；所述内固定架穿过所述前端开口和所述底端开口，所述左连接板与所述右连接板分别与所述底板固定连接。

22、在一些实施例中，所述内固定架包括第一竖向板、第二竖向板、第三竖向板，所述第二竖向板和所述第三竖向板在前后方向延伸，所述第一竖向板分别与所述第二竖向板和所述第三竖向板连接并形成保护区域；所述第一竖向板上与所述保护区域相反的一侧的上部设置有第二固定件，所述第二固定件的横向面上形成有中空区域，所述第一气压传感器穿过所述中空区域并与所述第二固定件固定；

23、所述控制模块为控制电路板，所述控制电路板固定于所述第三竖向板上。所述第三竖向板与所述控制电路板相反的一侧安装有散热片，所述散热片位于所述保护区域内，所述散热片用于为所述控制电路板散热；

24、所述第二固定件下方设置有第三固定件，所述第三固定件将所述气泵固定于所述第二固定件与所述第三固定件之间；

25、所述第一气压传感器与所述气泵避开所述封面组件的所述凹入部。

26、在一些实施例中，所述电解槽和所述净化水塔设置在所述保护区域内并坐设在所述底板上，所述第二竖向板连接有第一固定件，所述第一固定件位于所述保护区域内，所述第一固定件的横向面上形成有中空区域，所述水泵穿过所述中空区域并与所述第一固定件固定。

27、在一些实施例中，所述第一竖向板与所述第二竖向板连接的一侧设置有缺口，气容件固定于所述缺口内；

28、优选地，所述凹入部具有插接孔，所述供水件可拆卸地与所述插接口连接；

29、优选地，所述净化水塔内部设置有水位传感器，所述水位传感器用于检测所述净化水塔内的水位以获得所述实测水位。

30、第二方面，本技术的实施例提供了一种氢气发生器的工作方法，包括：

31、获取净化水塔内的实测水位；

32、判断所述实测水位是否位于预设水位范围；

33、控制供水件向净化水塔补水；其中，在所述实测水位低于预设水位范围时，控制水泵启动使所述供水件通过第一补水管路、净化水塔进水口向净化水塔供水；当所述净化水塔内的所述实测水位高于预设水位范围时，控制所述水泵停止使所述供水件停止向所述净化水塔供水。

34、在一些实施例中，氢气发生器的工作方法，还包括：

35、调节输出的混合气体；其中，获取空气输入管路的空气气压值，并基于预设气压范围及所述空气气压值来控制所述电解槽或/和气泵的工作状态；所述气泵用于将外界的空气送入所述空气输入管路。

36、在一些实施例中，基于预设气压范围及所述空气气压值来控制所述电解槽或/和气泵的工作状态，包括：当所述空气气压值超过所述预设气压范围时，控制所述电解槽和所述气泵停止。

37、本技术一些实施例带来的有益效果是：在本技术中，当净化水塔内的实测水位低于预设水位范围时，控制模块控制水泵启动使供水件通过第一补水管路向净化水塔供水；当净化水塔内的实测水位高于预设水位范围时，控制模块控制水泵停止使供水件停止向净化水塔供水。这样，本技术提供了一种供水件向净化水塔间歇性供水的设计，无需在净化水塔缺水时手动加水，降低了本技术氢气发生器的操作难度。并且，由于供水件向净化水塔间歇性供水，可以将净化水塔设置在氢气发生器的内部且省去现有技术中净化水塔的手动注水口设计，提升了本技术氢气发生器的简洁性。

38、在本技术一些实施例中，可以基于预设气压范围及空气气压值来控制电解槽或/和气泵的工作状态，以使空气气压值位于预设气压范围。当空气气压值超过预设气压范围时，控制模块控制电解槽和气泵停止。通过这样的设置，防止了空气气压值过大对气泵、空气输入管路、混合气体输出管路造成的损伤，并且也能消除氢气累计造成的危害。

39、在本技术一些实施例中，第一气压传感器和第二气压传感器远离氢气输出管路，通过获取混合气体气压值、空气气压值可以间接获取氢气输出管路内的气体气压值，减少了在氢气输出管路上设置的电器元件，由于氢气输出管路内氢气浓度较高，这样的设置可以避免施加了超过电压范围以上的电压可能引起的电器元件烧毁、负载短路等引起的氢气输出管路的安全隐患，提升了安全性能。

40、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。根据下文结合附图对本技术的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述以及其他目的、优点和特征。