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CN104120441A - 水解制氢双膜气体平衡装置 - Google Patents

水解制氢双膜气体平衡装置 Download PDF

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包秀敏
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    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

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Abstract

本发明涉及一种水电解制氢双膜气体平衡装置，其特征在于：该装置包括一对U形罩壳，所述一对U形罩壳之间设有中间环(7)，所述中间环(7)与两侧的U形罩壳各通过一片薄膜片(6)隔开；所述一对U形罩壳与各自对应的薄膜片(6)构成两个气腔，分别为具有氢气入口(1)和氢气出口(4)的氢气腔、以及具有氧气入口(12)和氧气出口的氧气腔；两片薄膜片(6)之间的空间内设有移动膜片(8)；所述中间环(7)的侧面设有至少一个出气孔。一旦一侧腔体的薄膜片发生破损漏气，漏出的气体会从中间环上的出气孔排出，而不会与另一侧腔体内的气体混合，避免了安全隐患。

Description

水解制氢双膜气体平衡装置
技术领域
本发明涉及一种水解制氢双膜气体平衡装置，属于水解制氢技术领域。
背景技术
在水电解制氢过程中，如电解槽的压力变化较大，会造成氢、氧气的相互渗透，直接影响制氢的纯度。所以在制氢过程中必须随时调整槽内氢氧侧压力。常压运行的电解槽一般靠贮气罐，以及汽水分离器、洗涤器来调整压力。但在压力运行时，必须在系统中设置一对压力调整器(一个为氢气压力调整器，另一个为氧气压力调整器)，对贮气罐内气体进行压力调整，以保证因贮气罐随时生产和消耗量的变化而改变的气体压力处于平衡状态。在现有设备中采用的上述压力调整器主要有两种：一种为浮球调节阀，另一种为薄膜调节阀。上述两种压力调整器通常为成对出现配套使用，其内部结构较复杂，从而使现有制氢设备内部氢氧气体平衡系统很繁琐，降低了使用的可靠性，也增加了设备制造成本。
因此，授权公告号为CN102212839B的中国专利文献公开了一种用于水电解制氢的气体平衡装置，这种气体平衡装置的应用简化了气体压力平衡设备，加快了气体压力的平衡。但是一旦薄膜片发生破损，氢氧气体会产生混合，具有安全隐患，可靠性程度较低。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：现有技术中的水电解制氢的气体平衡装置，一旦薄膜片发生破损，氢氧气体会产生混合，导致安全隐患。
本发明采用以下技术方案：
一种水电解制氢双膜气体平衡装置，该装置包括一对U形罩壳，所述一对U形罩壳之间设有中间环7，所述中间环7与两侧的U形罩壳各通过一片薄膜片6隔开；所述一对U形罩壳与各自对应的薄膜片6构成两个气腔，分别为具有氢气入口1和氢气出口4的氢气腔、以及具有氧气入口12和氧气出口的氧气腔；两片薄膜片6之间的空间内设有移动膜片8；所述中间环7的侧面设有至少一个出气孔。
本技术方案的特点在于：在现有技术“用于水电解制氢的气体平衡装置”的基础上，对单一的薄膜片的结构进行的改进。设置了中间环，中间环上设置出气孔，中间环的两侧各设置一个薄膜片，两个薄膜片之间具有一定的空间，一旦一侧腔体的薄膜片发生破损漏气，漏出的气体会从中间环上的出气孔排出，而不会与另一侧腔体内的气体混合，避免了安全隐患。移动膜片具有两个作用，①传递推力，②确保两片薄膜片之间存在一定间隙，保证出气孔出气畅通。
进一步的，所述移动膜片8的厚度大于所述出气孔的孔径，小于中间环7厚度；直经小于中间环7内径。
进一步的，所述中间环7的侧面设有两个出气孔，两个出气孔共线。
进一步的，所述薄膜片6呈圆形。
进一步的，所述移动膜片8呈圆形。
进一步的，所述氧气腔具有凸台，所述氧气出口9贯穿所述凸台。
本发明的有益效果在于：
1)一旦薄膜片发生破损，氢氧气体也不会发生混合，避免了安全隐患。
2)移动膜片有效的发挥了传递推力以及确保出气孔畅通的作用，设计巧妙。
3)结构简单，可靠性强，装置制造成本较低。
4)设备开机后压力平衡速度加快，相应氢气产出时间缩短。
附图说明
图1是本发明水电解制氢双膜气体平衡装置的剖面图。
图2是图1中A-A向的剖视示意图。
图中，1.氢气入口，2.螺栓通孔，3.左外壳，4.氢气出口，5.氢气腔，6.薄膜片，7.中间环，8.移动膜片，9.氧气出口，10.右气腔，11.右外壳。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
参见图1-2，一种水电解制氢双膜气体平衡装置，该装置包括一对U形罩壳，分别为左外壳3和右外壳11，其间设有中间环7，所述中间环7与两侧的左外壳3、右外壳11各通过一片薄膜片6隔开；左外壳3、右外壳11与各自对应的薄膜片6构成两个气腔，分别为具有氢气入口1和氢气出口4的氢气腔、以及具有氧气入口12和氧气出口的氧气腔；两片薄膜片6之间的空间内设有移动膜片8；所述中间环7的侧面设有至少一个出气孔。
参见图1，所述移动膜片8的厚度大于所述出气孔的孔径,小于中间环7厚度，直经小于中间环7内径。这样更能确保出气孔出气的通畅性。
参见图1，所述中间环7的侧面设有两个出气孔，两个出气孔共线。
参见图1，所述薄膜片6呈圆形。
参见图1-2，所述移动膜片8呈圆形。
参见图1，所述氧气腔具有凸台，所述氧气出口9贯穿所述凸台，可以适当减小氧气腔的体积，适应氢气和氧气的自身的压力比。
具体使用时，将设备产生的氢、氧气体经汽水分离器、冷却、洗涤冷凝后通入气体平衡装置中，当不平衡氢氧气体分别在各自气体输入端口进入气腔后，由于气压差，平衡装置内置薄膜6产生相应膨胀，压力较大一侧的薄膜片向外膨胀，推动移动膜片8挤压压力较小一侧的薄膜片，随之调整两边气腔内空间体积及压力大小，直至两边气室压力及薄膜呈平衡状态，从而达到平衡气体的目的。
本发明水电解制氢双膜气体平衡装置外形采用圆柱形结构。
本发明在现有技术“用于水电解制氢的气体平衡装置”的基础上，对单一的薄膜片的结构进行的改进。设置了中间环，中间环上设置出气孔，中间环的两侧各设置一个薄膜片，两个薄膜片之间具有一定的空间，一旦一侧腔体的薄膜片发生破损漏气，漏出的气体会从中间环上的出气孔排出，而不会与另一侧腔体内的气体混合，避免了安全隐患。移动膜片具有两个作用，①传递推力，②确保两片薄膜片之间存在一定间隙，保证出气孔出气畅通。

Claims (6)

1.一种水电解制氢双膜气体平衡装置，其特征在于：
该装置包括一对U形罩壳，所述一对U形罩壳之间设有中间环(7)，所述中间环(7)与两侧的U形罩壳各通过一片薄膜片(6)隔开；
所述一对U形罩壳与各自对应的薄膜片(6)构成两个气腔，分别为具有氢气入口(1)和氢气出口(4)的氢气腔、以及具有氧气入口(12)和氧气出口的氧气腔；
两片薄膜片(6)之间的空间内设有移动膜片(8)；所述中间环(7)的侧面设有至少一个出气孔。
2.如权利要求1所述的水电解制氢双膜气体平衡装置，其特征在于：所述移动膜片(8)的厚度大于所述出气孔的孔径,小于中间环(7)厚度，其直经小于中间环(7)内径。
3.如权利要求1所述的水电解制氢双膜气体平衡装置，其特征在于：所述中间环(7)的侧面设有两个出气孔，两个出气孔共线。
4.如权利要求1所述的水电解制氢双膜气体平衡装置，其特征在于：所述薄膜片(6)呈圆形。
5.如权利要求1所述的水电解制氢双膜气体平衡装置，其特征在于：所述移动膜片(8)呈圆形。
6.如权利要求1所述的水电解制氢双膜气体平衡装置，其特征在于：所述氧气腔具有凸台，所述氧气出口(9)贯穿所述凸台。
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