一种电解制氢气体浮力能量回收系统的制作方法

1.本发明涉及浮力能量回收设备技术领域，更具体的说是涉及一种电解制氢气体浮力能量回收系统。


背景技术：

2.目前燃料及电力能源主要有：石油、天然气、煤、火力发电、太阳能发电、风能发电、流水动力发电和核力发电。其中火力发电技术含量底，发电功率大，所以成为首选发电方式。
3.但是，上述获取能源的方式都是靠牺牲环境而换来的，对环境造成严重污染，能源不是无穷无尽的，不可长久依赖，随着社会的发展，氢气将成为未来最清洁的能源，但是电解制氢氧技术成本过高，无法满足人类的使用需求。
4.因此，提供一种减少能源损耗的电解制氢气体浮力能量回收系统是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种电解制氢气体浮力能量回收系统，无污染，消耗小，永恒持久，无环境要求，造价成本底，适于推广。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种电解制氢气体浮力能量回收系统，包括：
8.多个电解制氢发生器，多个所述电解制氢发生器分别通过多个第一智能开关与带有整流变压器的电源电性连接；
9.集气增压气罐，多个所述电解制氢发生器均与所述集气增压气罐连接相通；
10.多个水浮力箱，多个所述水浮力箱结构相同；所述水浮力箱靠近底部具有进气口，所述水浮力箱顶部具有出气口；所述集气增压气罐通过第一导管与任一所述水浮力箱的所述进气口连接相通，所述水浮力箱的所述出气口与其相邻的所述水浮力箱的所述进气口通过第二导管连接相通；
11.动力轴，所述动力轴依次贯穿密封旋转安装在多个所述水浮力箱靠近底部位置；所述动力轴的延伸端与发电机的输出轴传动连接；所述发电机通过多个第二智能开关分别与多个所述电解制氢发生器电性连接；
12.多个浮力能量回收机构，多个所述浮力能量回收机构结构相同，均包括旋转导气盘、旋转盘、输气密封盖和浮桶链条；所述旋转导气盘和所述旋转盘均安装在所述水浮力箱内部且上下分布；所述旋转导气盘安装在所述动力轴上；所述输气密封盖通过定位螺丝安装在所述水浮力箱内壁上，并且通过轴承及所述轴承两侧的定位卡簧安装在所述动力轴上；所述进气口通过第三导管与所述输气密封盖的输气口连接相通；所述输气密封盖靠近所述旋转导气盘一侧卡接有包围所述输气口的密封胶圈，所述密封胶圈与所述输气密封盖接触，在所述输气密封盖、所述密封胶圈和所述旋转导气盘之间形成输气通道；所述浮桶链
条包括多个结构相同的浮桶，所述浮桶具有打气孔、进水孔和排水孔；多个所述浮桶依次串联形成环形链条结构；所述环形链条结构套设在所述旋转导气盘和所述旋转盘上，并且所述浮桶与所述旋转导气盘外轮廓相啮合；所述旋转导气盘的外围设置有一圈射气导管随着其旋转，与所述输气口相对应的多个所述射气导管一端均与所述输气通道相连通，另一端分别对准多个所述浮桶的所述打气孔；
13.可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器分别与所述发电机、所述第一智能开关和所述第二智能开关电性连接。
14.通过采取以上方案，本发明的有益效果是：
15.本发明是利用电解制氢的氢气密度小的特点以及电解制氢发生器产气量不受外压力影响的优势，实现浮力的能量回收，从而实现低成本电解制氢的目标。
16.进一步的，所述浮桶包括桶体、活动密封硅胶片和气体方向导管；所述桶体为中空结构；所述进水孔和所述排水孔相对应开设在所述桶体圆周侧面上；所述活动密封硅胶片一端固定在所述桶体内壁上且其主体与所述进水孔相对应；所述气体方向导管安装在所述桶体内部，并且所述气体方向导管一端与所述打气孔连接相通，另一端对准所述活动密封硅胶片中心位置。
17.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，气体方向导管保证气体进来时直接射压活动密封硅胶片，让活动密封硅胶片快速贴合桶体内壁，气体在桶体内形成膨胀压力从而使得活动密封硅胶片将进水孔堵塞住，同时桶体内的膨胀压力也会快速把水从排水孔排出。
18.进一步的，所述排水孔的直径为3
‑
50mm。
19.进一步的，所述密封胶圈包括胶圈本体和凸环；所述胶圈本体与所述旋转导气盘相接触侧面为弧形面；所述胶圈本体与其内外两侧的所述凸环连接为一体；所述胶圈本体通过所述凸环卡接于所述输气密封盖靠近所述旋转导气盘一侧。
20.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，保证胶圈本体和输气密封盖连接的稳固性，防止弧形面与旋转导气盘接触摩擦时变形至损坏。
21.进一步的，所述弧形面与所述输气密封盖的间距为4mm。
22.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，保证弧形面与旋转导气盘紧密接触而不漏气。
23.进一步的，所述集气增压气罐内设有气囊，所述气囊储存有60％的空气。
24.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，氢氧气体输入集气增压气罐内部时对空气进行压缩，当电源切换时发生氢氧气体气压不够情况，可以起到增压作用。
25.进一步的，所述动力轴与所述水浮力箱之间设置有硅胶密封垫片。
26.采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，起到密封防漏水作用。
27.进一步的，所述动力轴的延伸端安装有第一皮带轮，所述发电机的输出轴安装有第二皮带轮，所述第一皮带轮与所述第二皮带轮通过皮带传动连接。
28.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种电解制氢气体浮力能量回收系统，弥补了传统的能源弊端，无污染，消耗小，永恒持久，无环境要求，造价成本底，可为热发电厂、动力发动机、发电机、轮船、汽车、灶具及家用电器等使用能源设备提供清洁能源。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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。
30.图1附图为本发明提供的一种电解制氢气体浮力能量回收系统的整体结构示意图；
31.图2附图为本发明提供的浮力能量回收机构的结构示意图；
32.图3附图为本发明提供的浮力能量回收机构的侧视图；
33.图4附图为本发明提供的浮桶排水孔一侧的结构示意图；
34.图5附图为本发明提供的浮桶进水孔一侧的结构示意图；
35.图6附图为本发明提供的浮桶内部的结构示意图；
36.图7附图为本发明提供的集气增压气罐的结构示意图；
37.图8附图为本发明提供的输气密封盖的结构示意图；
38.图9附图为本发明提供的密封胶圈的结构示意图；
39.图10附图为本发明提供的在五个打气点位置的五个浮桶打气量结构示意图；
40.图11附图为本发明提供的浮桶进水排气状态的结构示意图；
41.图12附图为本发明提供的动力轴与发电机连接关系的结构示意图。
42.图中：1
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电解制氢发生器，2
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第一智能开关，3
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整流变压器，4
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电源，5
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集气增压气罐，6
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水浮力箱，7
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第一导管，8
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第二导管，9
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动力轴，10
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发电机，11
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第二智能开关，12
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浮力能量回收机构，13
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第三导管，14
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第一皮带轮，15
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第二皮带轮，16
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皮带，17
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水，51
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空气，61
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进气口，62
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出气口，121
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旋转导气盘、122
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旋转盘，123
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输气密封盖，124
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浮桶链条，125
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定位螺丝，126
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轴承，127
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定位卡簧，128
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密封胶圈，129
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射气导管，1231
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输气口，1241
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浮桶，12411
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打气孔，12412
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进水孔，12413
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排水孔，12414
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桶体、12415
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活动密封硅胶片，12416
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气体方向导管，1281
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胶圈本体，1282
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凸环，1283
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弧形面，a
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第一打气点，b
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第二打气点，c
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第三打气点，d
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第四打气点，e
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第五打气点。
具体实施方式
43.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
44.如图1
‑
12所示，本发明实施例公开了一种电解制氢气体浮力能量回收系统，包括：
45.多个电解制氢发生器1，多个电解制氢发生器1分别通过多个第一智能开关2与带有整流变压器3的电源4电性连接；
46.集气增压气罐5，多个电解制氢发生器1均与集气增压气罐5连接相通；
47.多个水浮力箱6，多个水浮力箱6结构相同；水浮力箱6靠近底部具有进气口61，水浮力箱6顶部具有出气口62；集气增压气罐5通过第一导管7与任一水浮力箱6的进气口61连接相通，水浮力箱6的出气口62与其相邻的水浮力箱6的进气口61通过第二导管8连接相通；
水浮力箱6的体积可以设计成圆形单传动轮形式，也可以设计成更大高度的上下双传动轮；
48.动力轴9，动力轴9依次贯穿密封旋转安装在多个水浮力箱6靠近底部位置；动力轴9的延伸端与发电机10的输出轴传动连接；发电机10通过多个第二智能开关11分别与多个电解制氢发生器1电性连接；
49.多个浮力能量回收机构12，多个浮力能量回收机构12结构相同，均包括旋转导气盘121、旋转盘122、输气密封盖123和浮桶链条124；旋转导气盘121和旋转盘122均安装在水浮力箱6内部且上下分布；旋转导气盘121通过定位锁紧镙丝安装在动力轴9上；输气密封盖123通过定位螺丝125安装在水浮力箱6内壁上，并且通过轴承126及轴承126两侧的定位卡簧127安装在动力轴9上；进气口61通过第三导管13与输气密封盖123的输气口1231连接相通；输气密封盖123靠近旋转导气盘121一侧卡接有包围输气口1231的密封胶圈128，密封胶圈128与输气密封盖123接触，在输气密封盖123、密封胶圈128和旋转导气盘121之间形成输气通道；浮桶链条124包括多个结构相同的浮桶1241，浮桶1241具有打气孔12411、进水孔12412和排水孔12413；多个浮桶1241依次通过不锈钢链条串联形成环形链条结构；环形链条结构套设在旋转导气盘121和旋转盘122上，并且浮桶1241与旋转导气盘121外轮廓相啮合；旋转导气盘121的外围设置有一圈射气导管129随着其旋转，与输气口1231对应的多个射气导管129一端均与输气通道相连通，另一端分别对准多个浮桶1241的打气孔12411；
50.本实施例中，在输气密封盖123的作用下形成五个打气点，分别为第一打气点a，第二打气点b，第三打气点c，第四打气点d和第五打气点e，相对应的，与输气口1231相对应的五个射气导管129一端均与输气通道相连通，另一端分别对准五个打气点上的五个浮桶1241，也就是说随着浮桶1241及旋转导气盘121的旋转，每个浮桶1241当到达五个打气点位置时，射气导管129都会对其进行打气。
51.可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器分别与发电机10、第一智能开关2和第二智能开关11电性连接。
52.本发明是利用电解制氢的氢气密度小的特点以及电解制氢发生器产气量不受外压力影响的优势，实现浮力的能量回收，从而实现低成本电解制氢的目标。
53.具体的，浮桶1241包括桶体12414、活动密封硅胶片12415和气体方向导管12416；桶体12414为中空结构；桶体12414可以按照电解制氢发生器1功率来设计它的体积及浮力大小，当桶体12414直径不变时，长度越小，浮桶1241越多，可以大大提高浮力；进水孔12412和排水孔12413相对应开设在桶体12414圆周侧面上；活动密封硅胶片12415一端固定在桶体12414内壁上且其主体与进水孔12412相对应；气体方向导管12416安装在桶体12414内部，并且气体方向导管12416一端与打气孔12411连接相通，另一端对准活动密封硅胶片12415中心位置。本实施例中，在第一打气点a，第二打气点b，第三打气点c，第四打气点d和第五打气点e位置上的浮桶1241，其内部的活动密封硅胶片12415中心的点钟方向分别为：9点钟、9点36分、10点12分、11点48分钟和12点12分钟方向。
54.具体的，排水孔12413的直径为3
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50mm。
55.具体的，密封胶圈128包括胶圈本体1281和凸环1282；胶圈本体1281与旋转导气盘121相接触侧面为弧形面1283；胶圈本体1281与其内外两侧的凸环1282连接为一体；胶圈本体1281通过凸环1282卡接于输气密封盖123靠近旋转导气盘121一侧。
56.具体的，弧形面1283与输气密封盖123的间距为4mm。
57.具体的，集气增压气罐5内设有气囊，气囊储存有60％的空气51。
58.具体的，动力轴9与水浮力箱6之间设置有硅胶密封垫片。
59.具体的，动力轴9的延伸端安装有第一皮带轮14，发电机10的输出轴安装有第二皮带轮15，第一皮带轮14与第二皮带轮15通过皮带16传动连接。
60.本发明的工作过程为：电源4通过整流变压器3给多个第一智能开关2供电，以驱动多个电解制氢发生器1，多个电解制氢发生器1同时产气输送至集气增压气罐5内进行储存，氢氧气体通过第一导管7输送至最靠近其的水浮力箱6的进气口61后，再通过第三导管13进入输气密封盖123，输气密封盖123内的气体经过输气通道，进入到相对应的五个射气导管129，五个射气导管129对相对应的五个打气点位置的浮桶1241进行连续不断的打气，每个浮桶1241经过五个打气点位置时都会被打气，从第一打气点a到第五打气点e都是一直连续不断打气的，从而每个浮桶1241是不断地排水来增强自身浮力，浮桶1241内被打入氢氧气体后利用氢气密度小的特点，水会从排水孔12413排出，在该过程中，气体方向导管12416保证气体进来时直接射压活动密封硅胶片12415，让活动密封硅胶片12415快速贴合桶体12414内壁，气体在桶体12414内形成膨胀压力从而使得活动密封硅胶片12415将进水孔12412堵塞住，同时桶体12414内的膨胀压力也会快速把水从排水孔12413排出，浮桶1241会不断往上浮，当带有氢氧气体的浮桶1241转动到旋转盘122的1点钟方向时，活动密封硅胶片12415中心的点钟方向为1点钟方向，浮桶1241进水，排水孔12413点钟方向为7点钟方向，浮桶1241放气，(因排水孔12413一直开着，氢氧气体是最轻的，气体会向上排，而活动密封硅胶片12415同时也受到浮桶1241往下的作用力，水就会把活动密封硅胶片12415推开实现进水，这样就能很快的将浮桶1241注满水)，放出来的氢氧气体通过水浮力箱6顶部出气口62及第二导管8进入下一个相邻水浮力箱6内，从而氢氧气体在所串联的多个水浮力箱6内不断循环，多个水浮力箱6共联一条动力轴9，动力轴9通过皮带16来带动发电机10旋转进行发电，当可编程逻辑控制器检测到发电机10发电的功率达到能启动电解制氢发生器1后，控制关掉其中一个第一智能开关2，同时开启一个相对应的第二智能开关11，一分钟后关掉另一个第一智能开关2，同时开启另一个第二智能开关11，同一程序控制切换第一智能开关2和第二智能开关11，直到发电机10满载为止，浮力能量回收的电能来供给电解制氢发生器1，氢氧气体量在没有减少情况下从最后一个水浮力箱6内排出，得到纯静氢氧气体，可供所有能源设备所用。
61.本发明对电解制氢发生器1进行试验，在碱性条件下，阴极：4h2o 4e＝2h2
↑
4oh，阳极:4oh
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4e＝2h2o o2
↑
，总反应式：2h2o＝2h2
↑
o2
↑
；测试条件为：正电dc12v，负电dc0v，电流40a，30％的浓度氢氧化钾电解液；电解液注入，通电10分钟后，其上安装的压力表缓慢上升，一小时后压力表打满，再过一个小时后电解制氢发生还是正常工作，只是温度有所升高，从而发现电解水制氢氧气体的产气量及产气工作是不被压力所影响的，进而实现小功率电解水制氢的气体来带动深水大压力多浮桶串连工作，从而在氢氧气体量没减少同时带来额外大功率浮力的动力发电能源回收，实现低能耗低成本的电解制氢目标。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
63.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。