本發(fā)明屬于制氫技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是通過用水為原料高效制造氫氣和氧氣的電子脈沖式水制取氫氧氣的裝置。其目的是為尋求實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)可再生能源的根本性解決方案。

背景技術(shù)：

能源作為世界的經(jīng)濟(jì)命脈，社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，受到了各國的高度重視。氫氣作為一種清潔、高效、和資源豐富的可再生能源已漸為世人所共識(shí)，也必將成為人類的終極能源之一。

盡管氫是自然界最豐富的元素之一，但是在自然界能以氫氣獨(dú)立存在的非常少有，所以只能依靠人工制取。而且作為能源使用，特別是普通的民用燃料，首先要求產(chǎn)氫氣量大、安全可靠性高，并要求能夠長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)要求造價(jià)較低，即經(jīng)濟(jì)上具有可行性，這是科學(xué)技術(shù)人員對(duì)制氫技術(shù)的研發(fā)目標(biāo)。就長(zhǎng)遠(yuǎn)和宏觀而言，氫氣的主要來源是水，以水裂解制氫應(yīng)是當(dāng)代新技術(shù)的主攻方向。

目前以水裂解制氫氧氣是普遍采用的方法。因?yàn)樵陔娊馑畷r(shí)的離子交換過程中要放出很高的熱量；在制氫氣過程中的散熱問題是有史以來難以解決的課題。如果不妥善解決制氫設(shè)備的散熱問題就很難使制氫設(shè)備持久穩(wěn)定工作。更談不上安全可靠了，其技術(shù)方案設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

本申請(qǐng)人與2013年8月12目向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局申請(qǐng)了一項(xiàng)實(shí)用新型專利，其專利號(hào)為：ZL201320487914.6 。該技術(shù)方案所采用的制氫裝置為電解槽結(jié)構(gòu)并配備有獨(dú)立的儲(chǔ)水罐，其缺陷是體積大，單位時(shí)間內(nèi)的氫氣產(chǎn)量低，綜合成本高，不適用于工業(yè)化批量生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，提供一種通過用水為原料高效制造氫氧氣的電子脈沖式水制取氫氧氣的裝置。以達(dá)到高效、安全、實(shí)用制取氫氧氣的目的。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種電子脈沖式水制氫氧氣的裝置，它包括有直流電子脈沖電路、制氫氧氣水罐、密封墊，其特征在于：所述直流電子脈沖電路包括：脈沖頻率為80—100MHz，功率密度為1—3KW/L，脈沖作用時(shí)間為1—5S，間隔時(shí)間為連續(xù)；所述制氫氧氣水罐包括：在制氫氧氣水罐中部設(shè)置有一導(dǎo)電極板，在該導(dǎo)電極板兩側(cè)分別依次對(duì)稱設(shè)置有絕緣環(huán)，儲(chǔ)水罐及連接法蘭，在兩側(cè)的連接法蘭之間均布有導(dǎo)電極板及兩側(cè)的絕緣環(huán)，儲(chǔ)水罐密封墊并夾緊成為一體結(jié)構(gòu)的連接絲桿及絲母；在導(dǎo)電極板兩側(cè)的絕緣環(huán)內(nèi)對(duì)稱均布有與絕緣環(huán)垂直設(shè)置并相互平行的震蕩極板，在震蕩極板及導(dǎo)電極板上還均布有通水孔、通氣孔，在所述每個(gè)震蕩極板及導(dǎo)電極板上的通水孔、通氣孔等高水平設(shè)置；在儲(chǔ)水罐的上部設(shè)置有氫氣氧氣的混合出口，在儲(chǔ)水罐上還分別設(shè)置有進(jìn)水口及排水口。

本發(fā)明為了便于隨時(shí)掌握儲(chǔ)水罐的液位、溫度及壓力情況，則在儲(chǔ)水罐上還設(shè)置有溫度傳感器、壓力傳感器及液位傳感器。本裝置中的電子溫度T、壓力P、液位L傳感器在系統(tǒng)中起到技術(shù)參數(shù)及功能的閉環(huán)及安全控制。

本發(fā)明根據(jù)制氫氧氣量的需要，可以設(shè)計(jì)不同體積及不同直徑的儲(chǔ)水罐和相對(duì)應(yīng)的震蕩極板，其直徑越大，則相鄰的兩個(gè)震蕩極板間距就越大，本發(fā)明震蕩極板之間的間距為2-25mm。同理，根據(jù)需要，本發(fā)明所述震蕩極板的形狀為圓形、橢圓形、矩形（含方形）或棱形，其厚度為0.6-2.5mm。

由于導(dǎo)電極板與連接絲桿均為金屬導(dǎo)體，而本發(fā)明確定了上述二者不能相互導(dǎo)電，因此，當(dāng)所述的連接絲桿穿過導(dǎo)電極板時(shí)，采用絕緣管套裝。

在導(dǎo)電極板與絕緣環(huán)，絕緣環(huán)與儲(chǔ)水罐，儲(chǔ)水罐與連接法蘭，以及儲(chǔ)水罐上的結(jié)合處均設(shè)置有密封墊，以防止儲(chǔ)水罐內(nèi)的水泄漏。

所述每個(gè)震蕩極板上的通水孔（平衡液面孔）通氣孔等高水平對(duì)稱設(shè)置，以保證在震蕩制氫氧氣的同時(shí)，保持二側(cè)水位等高，不產(chǎn)生諧振，也便于散熱，制氫氧氣效果更加明顯。

為保證本發(fā)明裝置的安全運(yùn)行，所述制氫氧氣水罐兩端的連接法蘭均為接地端，并且完全對(duì)稱接地，以保證震蕩極板的震蕩效果更好。

所述的直流電子脈沖電路還與計(jì)算機(jī)控制單元相連接，溫度傳感器、壓力傳感器及液位傳感器同樣分別與計(jì)算機(jī)控制單元相連接。

根據(jù)需要，本發(fā)明在制氫氧氣水罐內(nèi)的水中還加入適量的電解質(zhì)。

本發(fā)明所采用電解水裂解制氫的結(jié)構(gòu)從根本上改變了電解槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；并且采用了于之相匹配的電子脈沖技術(shù)。解決了自古以來難以解決的制氫效率、散熱及安全難題，因脈沖振蕩使水霧化制氫，沒有明顯的溫升，反而會(huì)抑制溫升，因此不需要更多的輔助降溫設(shè)備；另外，脈沖振蕩使水霧化制氫與電解水制氫具有本質(zhì)的區(qū)別，其經(jīng)濟(jì)實(shí)用性非常明顯。本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)合理，制氫安全，操作方便，使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)控制原理圖；

圖2是本發(fā)明裝置的總成示意圖；

圖3是圖2中A本發(fā)明裝置的電子震蕩環(huán)解剖圖的放大圖；

圖4是本發(fā)明裝置的兩側(cè)法蘭示意圖；

圖5是本發(fā)明裝置中的正電位極板與電子震蕩環(huán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

附圖中的主要部件說明：1為氫氧氣混合出口，2為氫氧氣混合出口，3為儲(chǔ)水罐入口，4為儲(chǔ)水罐入口，5為絕緣環(huán)，6為絕緣環(huán)，7為儲(chǔ)水罐，8為儲(chǔ)水罐，9為傳感器安裝孔，10為傳感器安裝孔，11為清洗排水口，12為清洗排水口，13為絕緣套管，14為絲桿，15為絲母，16為儲(chǔ)水罐連接法蘭，17為儲(chǔ)水罐筒殼，18為密封墊，19為通氣孔，20、22為平衡液孔，21為脈沖震蕩極板，23為密封墊，24為正電位極板，E為正脈沖接入端。

下面將結(jié)合附圖通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

具體實(shí)施方式：

由圖1-圖5所示，圖中的PG為直流脈沖電路，所述直流脈沖電路PG包括：脈沖頻率為80—100MHz，功率密度為1—3KW/L，脈沖作用時(shí)間為1—5S，間隔時(shí)間為連續(xù)；直流脈沖電路PG受控于智能控制電路ICS，直流脈沖電路PG的輸入端接通由交流電源AC（220V、380V）經(jīng)整流電路RC或者直接采用直流電源DC（12V、24V、36V）電源經(jīng)直流控制電路DC-K。本實(shí)例所述制氫氧氣水罐包括：在制氫氧氣水罐中部設(shè)置有一導(dǎo)電極板24（E），在該導(dǎo)電極板兩側(cè)分別依次對(duì)稱設(shè)置有絕緣環(huán)5、6，儲(chǔ)水罐7、8及儲(chǔ)水罐連接法蘭16，在兩側(cè)的儲(chǔ)水罐連接法蘭之間均布有將導(dǎo)電極板24及兩側(cè)的絕緣環(huán)5、6，儲(chǔ)水罐7、8及密封墊23并夾緊成為一體結(jié)構(gòu)的連接絲桿14及絲母15，由于所述的連接絲桿14穿過導(dǎo)電極板24時(shí)，采用絕緣套管13套裝；在導(dǎo)電極板24兩側(cè)的絕緣環(huán)5、6內(nèi)對(duì)稱均布有與絕緣環(huán)垂直設(shè)置并相互平行的脈沖震蕩極板21，在脈沖震蕩極板21及導(dǎo)電極板24上還均布有通水孔、通氣孔20、22，在所述每個(gè)震蕩極板及導(dǎo)電極板上的平衡液孔（通水孔）、通氣孔20、22、19均等高水平對(duì)稱設(shè)置；在儲(chǔ)水罐7、8的上部設(shè)置有氫氧氣混合出口1、2，在儲(chǔ)水罐7、8上還分別設(shè)置有儲(chǔ)水罐入水口3、4及儲(chǔ)水罐清洗排水口11、12。

本發(fā)明為了便于隨時(shí)掌握儲(chǔ)水罐的液位、溫度及壓力情況，則在儲(chǔ)水罐7、8上還設(shè)置有溫度傳感器、壓力傳感器及液位傳感器；所述的傳感器通過傳感器安裝孔9、10設(shè)置在儲(chǔ)水罐內(nèi)。

首先將該系統(tǒng)裝置見圖1中儲(chǔ)水罐入水口3、4的加水蓋打開，注滿較為清潔的水（自來水即可），水溫在5-45℃之間，水通過儲(chǔ)水罐入口注入到儲(chǔ)水罐內(nèi)并且分別通過脈沖震蕩極板21上的平衡液孔20、22進(jìn)入由絕緣環(huán)5、6及脈沖震蕩極板21組成的電子脈沖震蕩環(huán)中，然后將加水蓋蓋好，通過密封墊鎖緊不漏水，接通AC或DC電源（本系統(tǒng)裝置具備交流和直流二種電源工作模式），由計(jì)算機(jī)控制的直流脈沖電路PG及系統(tǒng)智能控制電路ICS開始工作（圖1），直流脈沖電路PG（脈沖頻率為80—100MHz，功率密度為1—3KW/L，脈沖作用時(shí)間為1—5S，間隔時(shí)間為連續(xù)）通過該裝置的導(dǎo)電極板24（E）端與二側(cè)法蘭（GND)端形成閉環(huán)電路，分別作用于電子脈沖震蕩環(huán)5、6的二端；公共地端（GND)共連。在直流電子脈沖E作用下，在電子脈沖震蕩環(huán)圖5中對(duì)震蕩極板21產(chǎn)生強(qiáng)烈震蕩，使水霧化成氣態(tài)，在直流電場(chǎng)力的作用下使水分子鏈打開將水分子變成離子狀態(tài)，即一個(gè)水分子可以分解成為二個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子，即形成化學(xué)陰陽離子，陰陽離子沿各自方向移動(dòng)，分別在陽極E形成氧氣，在陰極GND形成氫氣；并由裝置中的氫氧氣混合出口1、2輸出即可使用；因本裝置將產(chǎn)生的氫氣和氧氣作為清潔燃料所以匯流輸出，即產(chǎn)即用。產(chǎn)出的氫氧氣即刻做燃料燃燒了，所以不會(huì)馬上還原生成水，即是高能燃料又安全可靠。本裝置安裝了溫度T、壓力P、液位L傳感器（圖1、圖2），使水溫度T控制在45℃以下；壓力P控制在0.3MPa以下；液位L控制在缺水報(bào)警狀態(tài)或自動(dòng)補(bǔ)水控制。所有控制都能做到在智能控制電路ICS設(shè)置范圍內(nèi)使系統(tǒng)裝置安全可靠運(yùn)行。

在本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)中分別裝配有：氫氧氣混合出口；儲(chǔ)水罐入口；電子震蕩環(huán)（5、6）；儲(chǔ)水罐；電子溫度、壓力、液位傳感器；儲(chǔ)水罐清洗排水口；二側(cè)法蘭通過絕緣管、絲桿、絲母將水罐和電子脈沖震蕩環(huán)緊密對(duì)稱夾緊；成為該系統(tǒng)裝置的主體。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。技術(shù)獨(dú)創(chuàng)，效率極高，是本發(fā)明的突出特點(diǎn)。

本發(fā)明具有良好的接地性，二側(cè)法蘭均為不銹鋼金屬接地端（GND)，唯有震蕩極板24（E)端是電位端，因此本裝置不易漏電，特別安全。

本發(fā)明在制氫過程中通過傳感器控制，即用即產(chǎn)，不存儲(chǔ)氫氣，使裝置特別安全。

本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，作為可再生清潔能源可以廣泛地應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車輛上，鍋爐上，金屬焊接、切割設(shè)備上等領(lǐng)域。因此，是根據(jù)需用量來確定產(chǎn)氫量的裝置。