一种安全型氢气机的制作方法

本实用新型涉及制氢的技术领域，特别是涉及一种安全型氢气机。

背景技术：

2007年，日本太田成男教授在《nature》发表的2％吸氢可显著减少脑梗死的面积，这一轰动性的研究结果奠定了氢医学发展的里程碑。太田成男教授在访谈节目中也聊到了因为坚持吸入2％含量的氢气，对人的精神状态也有所改善。

氧气是需氧生物维持生命不可或缺少的物质。氧气之所以重要和不可缺少，是因为氧气是人体内唯一的电子最终接受体，没有氧气，细胞就不能持续进行物质和能量代谢，就不能从营养物质中获得供机体一切生命活动所需要的能量。但是，当人体长期呼吸氧气，体内的氧气会产生一定的毒性，氧气的毒性是由于身体内产生了过多的活性氧。

大量生物学研究表明，氢气具有选择性中和自由基和亚硝酸阴离子的作用，这是氢气对抗氧化损伤治疗疾病的基础。

氢气能治疗的疾病类型非常多，例如恶性肿瘤、结肠炎、一氧化碳中毒后脑病、脑缺血、老年性痴呆、帕金森病、抑郁症、脊髓损伤、皮肤过敏、2型糖尿病、急性胰腺炎、器官移植损伤、小肠缺血、系统炎症反应、放射损伤、视网膜损伤和耳聋等。

随着人们生活水平的提升，人们对于健康养生的生活方式的追求也日益流行，家用吸氢机也渐渐进入人们视野。

尽管氢气对人体具有积极的治疗价值，但现有的吸氢机都是原有的工业用氢气发生器代用的，产生的氢气和氧气直接散出，氢气的爆炸极限，即含量范围在4％～75.6％之间，才会有爆炸的条件，即遇明火或电火有燃爆的危险，只有在氢气的含量低于4％或者高于75.6％是没有危险的，专业人员不能擅自操作，这对于吸氢机的家用化、民用化造成了极大的阻碍。

现有技术中所采用安全型氢气机的结构均较为复杂，氢气的制造成本较高，而且在制备的过程中，生成的氢气含量难以控制，存在易爆的风险。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种安全型氢气机，用于解决现有技术中存在的安全型氢气机的结构均较为复杂，氢气的制造成本较高，而且在制备的过程中，生成的氢气含量难以控制，存在易爆的风险。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例采用了如下技术方案：

本实用新型的实施例提供了一种安全型氢气机，所述安全型氢气机包括电解槽、蓄水箱和供气装置，所述电解槽具有进水口和第一出气口，所述进水口和所述第一出气口分别与所述蓄水箱连通，所述蓄水箱上设置有进气口和第二出气口，所述供气装置与所述进气口，用于所述蓄水箱供给预置的气量。

进一步地，所述供气装置与所述进气口之间设置有用于计量所述供气装置供气流量的流量计。

进一步，所述安全型氢气机还包括水泵，所述水泵设置在所述蓄水箱和所述进气口之间。

进一步地，所述蓄水箱的底部开设有出水接头和第一管道，所述进水口通过所述第一管道与所述出水接头相接通，所述水泵设置在所述第一管道上。

进一步地，所述蓄水箱的底部开设有出水接头和第一管道，所述进水口通过所述第一管道与所述出水接头相接通，所述水泵设置在所述第一管道上。

进一步地，所述蓄水箱上设置有用于检测蓄水箱内液位情况的液位检测装置。

进一步地，所述安全型氢气机还包括报警装置，所述报警装置与所述液位监测装置电连接，用于在接收到所述液位监测装置发出的预置信号后进行报警。

进一步地，所述电解槽包括电解槽本体，所述进水口和所述第一出气口均设置在所述电解槽本体上；

所述电解槽本体包括阳极片、阴极片、金属片以及中隔环，所述阳极片、所述阴极片和多片所述金属片堆叠设置，所述阳极片与所述金属片之间、所述阴极片与所述金属片之间以及所述金属片之间夹设有所述中隔环并形成槽体；

每一所述槽体连通且与所述进水口、所述第一出气口相连通。

进一步地，所述阳极片比所述阴极片的数量少一个，且所述阳极片与所述阴极片交叉堆叠，相邻的所述阳极片与所述阴极片之间夹设的所述金属片的数量相等。

进一步地，所述电解槽还包括两个夹板，所述两个夹板将所述电解槽本体夹设于其中且所述夹板与所述电解槽本体之间设有中隔环；

所述两个夹板之间通过螺栓螺母组件锁紧并将所述电解槽本体固定于其中；

所述阳极片上设有阳极引脚，所述阳极引脚通过第一螺栓与电源正极电性连接；所述阴极片上设有阴极引脚，所述阴极引脚通过第二螺栓与电源负极电性连接。

相比于现有技术，本实用新型的实施例的有益效果在于：

本实用新型提供的安全型氢气机，通过控制所述供气装置对所述蓄水箱供给预置的气量，使得氢气在蓄水箱内的占比保持在所需要的预置范围内，以确保生成所需要含量的氢气，无需另外对氢气的含量进行配比；而且本实施例提供的所述安全型氢气机所在的各个位置上均为在可控制的预置范围，并不存在有氢气含量处于危险易爆的范围内，降低了氢气的制造中易爆的风险，而且结构较为简单，氢气的制造成本低，解决了现有技术中所采用安全型氢气机的结构均较为复杂，氢气的制造成本较高，而且在制备的过程中，生成的氢气含量难以控制，存在易爆的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种安全型氢气机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种安全型氢气机的电解槽的结构示意图。

其中：

100、蓄水箱；101、进气口；102、第二出气口；103、出水接头；104、进气接头；105、水泵；106、第一管道；107、第二管道；200、供气装置；300、电解槽；301、进水口；302、第一出气口；310、电解槽本体；311、阴极片；312、阳极片；313、金属片；314、密封环；400、报警装置；500、电源；600、液位检测装置；700、流量计；800、阀门。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

图1为本实用新型实施例提供的一种安全型氢气机的结构示意图；如图1所示，本实施例提供了一种安全型氢气机，所述安全型氢气机包括电解槽300、蓄水箱100、水泵105、供气装置200和报警装置400，所述电解槽300具有进水口301和第一出气口302，所述进水口301和所述第一出气口302均与所述蓄水箱100连通，所述蓄水箱100上设置有进气口101和第二出气口102，所述进气口101与所述供气装置200连通；

其中，所述供气装置200优选为鼓风机或气泵，可以通过单片机或plc等，控制供气装置供给到所述蓄水箱内的气量，本实施例中优选为鼓风机，鼓风机成本较低，便于实行。

所述水泵105设置在所述蓄水箱100和所述进气口101之间。所述水泵105能够辅助所述蓄水箱100内的流入到所述电解槽300内，在水泵105还能够辅助电解槽300与所述蓄水箱100形成循环。

所述蓄水箱100的底部开设有出水接头103和第一管道106，所述进水口301通过所述第一管道106与所述出水接头103相接通，所述水泵105设置在所述第一管道106上。所述蓄水箱100的底部还开设有进气接头104和第二管道107，所述第二管道107的两边分别连接所述进气接头104和所述第一出气口302；所述蓄水箱100内的水优选为氢氧化钠或氢氧化钾溶液作为电解液，蓄水箱100内的液体从通过出水接头103流入到所述第一管道106内，再通过所述第一管道106流入到所述电解槽300内进行电解，生成氧气和氢气的混合气体，所述电解槽300内生成的氢气和氧气的混合气体中，氢气占比为三分之二，例如生成300份的气体，其中氢气的占比为200份，氧气占有为100份。可以通过控制电解槽300的功率，能够控制电解槽300的电解效率，即生成氧气和氢气的速度。生成的混合气体通过所述第一出气口302流经所述第二管道107流入到所述进气接头104内。由于所述出水接头103设置在所述蓄水箱100的底部，因此，在重力的作用下，即便没有水泵105，同样能够实现蓄水池内的液体流入到所述电解槽300内。由于所述进气接头104设置在所述蓄水箱100的底部，即电解槽300内生成的混合气体会从所述蓄水箱100的底部生成气泡向上冒出，至蓄水箱100上部的空气相互混合，在所述蓄水箱100的底部生成的气泡内，不会存在明火或者电火可以引发氢气燃爆，因此保证了在生成氢气时候的安全性。

各个所选用的电解槽的工作效率而言，通常选择了其中一种型号的电解槽，便可以基本上确定该电解槽的功率以及该电解槽单位时间输出的氢气量，因此，只需要通过供气装置对所述蓄水相内的进气量进行控制，通常设定为一定的数值，便可以保证蓄水箱内的氢气含量达到预置范围，避免发生氢气含量处于危险范围，出现燃爆的问题。

操作人员根据对应型号的电解槽，确定电解槽单位时间输出的请气量，将所述供气装置200的进气量设置为预置的气量，例如，电解槽300内生成的氢气是300份，其中，氢气含量为200份，氧气含量为100份，通过控制供气装置200向蓄水箱内填充9700份的空气，能够实现在所述第二出气口102输出的混合气体中，氢气的含量为2％，可以直接供外部的人员直接进行吸氢，无需对输出的气体进行其他的混合操作，避免了在氢气进行混合过程中发生燃爆的问题。其中，所述预置范围为2％-4％；是为了避免所述安全型氢气机发生燃爆，同时也便于操作者在所述第二出气口102处直接进行吸氢。

为了能够进一步控制蓄水箱100内的空气含量，还可以在所述供气装置200和所述进气口101之间设置用于计量所述供气装置供气流量的流量计700，所述流量计700用于计算流入的空气量，以便控制所述供气装置对蓄水箱进行供气的量，还可以在所述供气装置与所述进气口之间设置用于控制进入到所述蓄水箱的气量的阀门800，通过所述阀门800来进一步控制供气装置200供给到所述蓄水箱100内的气量。

其中，为避免所述蓄水箱100内的液体消耗完，导致电解槽300内没有液体进行工作，造成电解槽300损坏的问题，所述蓄水箱100上设置有用于检测蓄水箱100内液位情况的液位检测装置600，所述液位检测装置600主要是为了能够对蓄水箱100内的液体情况进行检测反馈。所述液位监测装置包括液位传感器，所述报警装置与所述液位监测装置电连接，用于在接收到所述液位监测装置发出的预置信号后进行报警。所述液位传感器到达蓄水箱100内的液体临界值时，发送电信号至所述报警装置400，报警装置400发出提醒信号，所述报警装置可以为蜂鸣器或者是警报灯，所述提醒信号可以为红灯闪烁或者是凤鸣声响，也可以直接对所述电解槽300进行断电，防止损坏电解槽300。

如图2所示，本实施例中的所述电解槽300包括电解槽本体310，所述进水口301和所述第一出气口302均设置在所述电解槽本体310上；

所述电解槽本体310包括阳极片312、阴极片311、金属片313以及中隔环，所述阳极片312、所述阴极片311和多片所述金属片313堆叠设置，所述阳极片312与所述金属片313之间、所述阴极片311与所述金属片313之间以及所述金属片313之间夹设有所述中隔环并形成槽体；

每一所述槽体连通且与所述进水口301、所述第一出气口302相连通。

电解槽300通电对水进行电解，从而产生氢气。其中，电解槽本体310为氢气的发生部件。阳极片312和阴极片311为接在同一电源500的正负极上的两个导电片，导电片接正极成为阳极片312，导电片接负极成为阴极片311。金属片313用于导电，密封环314用于将阳极片312、阴极片311和金属片313之间分隔开来，使得各片之间形成间隙，并形成密封的槽体。本实施例中，密封环314为圆环，槽体为圆形槽，槽体的厚度与密封环314的厚度相等，槽体的直径与密封环314的内径相等。

阳极片312、金属片313和密封环314围合成槽体，该槽体的阳极片312为阳极、金属片313为阴极。两片金属片313与密封环314围合成槽体，该槽体的一个金属片313为阳极、另一金属片313为阴极。金属片313、阴极片311和密封环314围合成槽体，该槽体的阴极片311为阴极、金属片313为阴极。每一槽体作为一个电解槽300单体，具有独立的电解水的能力。

其中，本实施例所述的安全型氢气机采用电解槽300采用多槽体堆叠的设计，增大了单位体积内的电极表面积，可以提高电解槽300的电解效率，提高单位体积内的氢气产生量，无需采用具有催化效果膜电极来提高电解效率。

本实施例中，阳极片312、阴极片311和金属片313为钛合金片。钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60％，且钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，且具有优异耐蚀性。

阳极片312、阴极片311和金属片313都是电极片，不同在于阳极片312直接与电源500的正极相接，阴极片311直接与电源500的负极相接，金属片313通过流动于电解槽本体310中的水的导电作用上电成为电极片。

密封环314为密封弹性垫片，可以为橡胶垫片，如密封圈常用的氟橡胶、丁腈橡胶。密封环314在受到电极片的挤压时，发生弹性变形，伴随产生了一个弹性回复力，弹性回复力使得密封环314将电极片之间的间隙填充并胀紧，从而起到对电极片密封的效果。若阳极片312、阴极片311和金属片313的厚度足够的话，可以在阳极片312、阴极片311和金属片313上分别设置环形凹槽，用于嵌入密封环314，对密封环314进行定位，从而使得电解槽本体310在组装时，部件之间的定位更精准，组装效果更好，组装后密封环314的窜动小。同时，密封环314与电极片之间的接触面积更大，密封效果进一步提升。

本实施例中，阳极片312比阴极片311的数量少一个，且阳极片312与阴极片311交叉设置，相邻的阳极片312与阴极片311之间夹设的金属片313的数量相等。电解水时氢气在阴极产生，增大阴极面积，能够提升电解效率，提升氢气在单位时间内的产量。

本实施例中，电解槽本体310包括两个阴极片311和一个阳极片312，阳极片312居中设置，两个阴极片311设于电解槽本体310的两端面上，同时阳极片312和阴极片311之间夹设有多块金属片313。进水口301设于一个阴极片311上，第一出气口302设于另一个阴极片311上。

堆叠的阳极片312、阴极片311和金属片313上设有轴线重合的进水通孔和轴线重合的出气通孔，进水通孔与进水口301连通，出气通孔与第一出气口302连通。槽体通过进水通孔、出气通孔连通其中，每一阳极片312、阴极片311、金属片313上分别设有两个孔，一个进水通孔，一个出气通孔。电解槽本体310上的阳极片312、阴极片311和金属片313在堆叠后，每一片上的进水通孔和进水通孔对齐，每一片上的出气通孔和出气通孔对齐。阳极片312、阴极片311和金属片313上的进水通孔的孔径相等。堆叠的阳极片312、阴极片311和金属片313上的出气通孔的孔径相等。进水通孔构成了间隔的直孔，自进水口301进入的水的流动更加稳定，出气通孔构成了间隔的直孔，由第一出气口302逸出的气体的流动也更加顺畅。可以理解，进水通孔和出气通孔起到的是连通的作用，阳极片312、阴极片311和金属片313上只要设有一个贯穿的孔槽即可实现各个槽体之间的连通。

阳极片312、阴极片311和金属片313上还设有连通孔，槽体通过连通孔连通，每一片上的连通孔的轴线对齐，从而增强了各个槽体之间的连通效果，使得水流和气流的流通更为顺畅。

电解槽300还包括两个夹板，两个夹板将电解槽本体310夹设于其中且夹板与电解槽本体310之间设有密封环314。电解槽本体310的两端面为阴极片311，夹板与阴极板之间夹设有密封环314，此处的密封环314一方面起到密封的作用，另一方面起到绝缘的作用，当然可以直接采用绝缘材料制成的夹板。通过两个夹板的将电解槽本体310夹紧，两个夹板之间的间距固定，电解槽本体310的厚度固定，夹板在固定电解槽本体310的同时将密封环314挤压，使其具有密封的效果。

本实施例中，两个夹板之间通过螺栓螺母组件锁紧从而将电解槽本体310固定。螺栓穿过两个夹板，通过螺母锁紧，使得夹板与电解槽本体310之间形成过盈配合，使得电解槽本体310固定。阳极片312上设有阳极引脚，阴极片311上设有阴极引脚，一个螺栓接电源500正极并与阳极引脚电性连接，另一个螺栓接电源500负极并与阴极引脚电性连接。

本实施例中，夹板为方形板，金属片313为六边形片，密封环314为圆环。螺栓螺母组件设于夹板的四个角上。阳极片312的主体为六边形，阳极引脚为连接在六边形一个边上的三角形，使得阳极片312具有直角，延伸至螺栓处，并设有容许连接正极的螺栓穿过的通孔。阴极的主体为六边形，阴极引脚为连接在六边形一个边上的三角形，使得阴极片311具有直角，延伸至螺栓处，并设有容许连接负极的螺栓穿过的通孔。

螺栓在固定夹板之间的间距的同时，还具有导电、接电的效果，部件的集成度更高，通过螺栓的接电可以实现电极板的接电。一块夹板上设有进水口301，夹板上的进水口301为螺纹孔，通过安装管接头与水管连通，从而向电解槽本体310中供水。另一块夹板上设有第一出气口302，电解槽本体310中电解出的气体自夹板上的第一出气口302逸出。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。