[发明专利]具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统

权利要求书

1.一种具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于电化学陶瓷膜片经堆叠形成陶瓷膜垛，与起加热、保温、热循环作用的热管理系统组合成电化学陶瓷膜产氧模块，再配以控制模块，电源模块，检测模块，开关及显示模块，进气风扇及机箱组成具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统；该进气风扇输入新鲜的空气，经双螺旋式热交换器进行预热，预热后的空气经加热器加热至750℃，经气流分布器均匀地吹向堆叠的陶瓷膜垛，经电化学陶瓷膜片的分离，在阳极内表面处得到纯氧、高纯氧和超纯氧；氧气经电化学陶瓷膜片内的微管或槽收集到陶瓷膜垛的氧气通道中，输出供用户使用；废气经双螺旋式热交换器降温，排放到机器外部。

2.根据权利要求1所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于热管理系统包含加热器、热隔离器，气流分布器及螺旋式热交换器。

3.根据权利要求1所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于控制模块负责控制各个部分按设定的参数正确运行，对整机的运行状态进行监控。

4.根据权利要求3所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于本系统没有运动部件，通过氧流量传感器、温度传感器和控制器组成的控制系统自动控制，配置远程数据传送，无人工值守运行。

5.根据权利要求1所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于电化学陶瓷膜片是一种氧离子导体，具有高效分离传导氧离子的特性：流经电化学陶瓷膜片阴极一侧的氧分子离解成氧离子，氧离子通过陶瓷膜在750℃时产生的大量可移动的氧空位缺陷，在存在电化学位梯度时，氧空位发生定向移动，实现氧离子的定向传输；氧离子在电化学陶瓷膜片阳极一侧释放电子，重新结合成氧分子，经电化学陶瓷膜片内的微管或槽收集得到高纯度的氧气；多个电化学陶瓷膜片进行堆叠扩展产氧能力，组成更制氧装置。

6.根据权利要求1所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于电化学陶瓷膜片是一个有6层结构的复合陶瓷材料构成的片状构件，其中间一层是致密的固体氧化物电解质层，电解质层上下各有复合电极层与可穿透LCM层，下部紧邻可穿透LCM层是一层致密LCM层；各层通过烧结，与相邻层紧密结合，致密LCM层与可穿透LCM层间有微管或槽，用于收集分离后的氧气。

7.根据权利要求6所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于整个电化学陶瓷膜片厚度约2mm，电解质层厚度不超过100μm；电化学陶瓷膜片的层次结构依次是可穿透LCM层，复合电极层，阳离子传输层，复合电极层，可穿透LCM层，微管层，致密LCM层。

8.根据权利要求1所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于陶瓷膜垛由电化学陶瓷膜片堆叠而成，工作在电串联的模式下，陶瓷膜垛中间有用以连接电化学陶瓷膜片电极的一端封闭涂覆有电极层的陶瓷的管状结构用以收集电化学陶瓷膜片分离的氧气。

9.根据权利要求1所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于系统主要部件无运动件，无噪音，无污染，调整施加在电化学陶瓷膜片氧离子传输膜两侧的电势差，无压缩设备提供氧流，直接充瓶。

10.根据权利要求1-9任一所述具有充瓶功能的野战医院电化学陶瓷膜制氧系统，其特征在于控制模块电连开关及显示模块和电化学陶瓷膜产氧模块，控制模块分别通过电源模块和检测模块连接电化学陶瓷膜产氧模块。