[发明专利]一种电解槽结构

说明书

技术领域

本发明属于水电解槽结构领域，特别是一种水电解槽结构。

背景技术

电解槽通过电化学反应将反应物转变为所需的产物，电化学反应即在与电解液接触的电极处发生的反应。可产生氢气的电解槽包含：水电解槽，其由水和电产生氢气和氧气；氨水电解槽，其由氨水和电产生氢气和氮气；以及氯碱电解槽，其由盐水和电产生氢气、氯气和苛性碱溶液。

水电解小室指由阴、阳电极、隔膜和电解液等构成，在直流电的作用下，能将水分解成氢气和氧气的最小单元。电解时，在阳电极界面上发生氧化反应，在阴电极界面上发生还原反应。隔膜将水电解槽水电解小室分隔为阴极区、阳极区，并使产生的氢气、氧气分隔，防止氢气、氧气互相穿透，但离子可迁移。水电解小室中，两个互相隔离的容积单元叫极室，其中一个为阴极室，亦称氢室；一个为阳极室，亦称氧室。与各极室相连通，并向其内部输送碱液的通道是液道。气道分别与各氢室或氧室相连通，并向外引出氢气或氧气。其中，引出氢气的，称氢气道；引出氧气的，称氧气道。也有电解槽不设置隔膜，生成的氢气和氧气混在一起输出。

现在电解槽主流形式是双极性电解槽，将多个电解小室堆叠串联工作。电解槽的两个电解小室之间靠框架上下端的气道和液道连接或者直接在极板上开孔连接。由于两个电解小室间电压在1.8-3V，而两个电解小室间连接的电解液电阻非常小，因此有大量电流从框架的气道或液道内通过，造成了电能的浪费。

发明内容

本发明的发明目的是：针对上述技术问题，提供一种电解槽结构。通过增大电解槽中电解小室之间的液道和气道的通道长度，从而增大电解小室间连接的气液的电阻，从而减少从气道和液道通过的电流，减少电能的浪费。具体上从优化电解小室组成结构，增大电解小室中气道和液道通道长度，达到减少电流从框架的气道和液道通过，减少电能的浪费的目的。

本发明技术方案为：一种电解槽结构，包括多个叠加的框架及安装在框架上的极板，所述框架上部设气道孔，相叠加的框架间的气道孔一一对应连通并构成气道；所述框架下部设液道孔，相叠加的框架间的液道孔一一对应连通并构成液道；所述框架气道孔或液道孔上设置绝缘挡板，所述绝缘挡板将对应的气道或液道隔成S型通道。

这里进一步了解，框架是在水电解槽中，起支撑、包容各水电解小室等作用的框式构件。框架和极板叠加构成容纳电解液的电解小室，隔膜将此电解腔室分隔为氢室和氧室；不用隔膜时，氢气和氧气在同一腔室中同时产生。框架气道孔可以由框架叠加组成气道，气道孔上设置有小孔连接相应的电解腔室，即连接各个水电解小室，输出氢气和氧气；同样的，框架液道孔也可以由框架叠加组成液道，液道连接各个电解腔室，输送电解液。

这样在结构设置上，通过将直通的液道和气道设置成S型结构，连通长度增加了多倍，水电解小室间连接的气液电阻相应增加，从而减小从框架的气道和液道通过的电流，减少电能的浪费。这里的绝缘挡板可以根据框架的厚度等实际情况设置多个，满足不同尺寸规格的电解槽需要或者不同电解电压的需要。

优选的，所述绝缘挡板设置在气道孔或液道孔中，相邻两框架上对应气道或液道中的绝缘挡板位置呈错位设置。即将气道孔隔成更小的通孔，而绝缘挡板呈错位设置即将相邻气道孔通道交错设置，即将原直通的液道或者气道间隔成S型走向的通道。这里还可以，绝缘挡板设置在气道孔或液道孔中，包括至少两个呈错位设置的绝缘挡板并将气道孔或液道孔隔成S型通道。这样可以根据需要设置一个或多个绝缘挡板，以便调节气道或液道长度，或者说调节两个相邻水电解小室间之间连通距离。

优选的，所述框架至少包括两个气道孔，所述气道孔呈左右对称设置；所述框架至少包括两个液道孔，所述液道孔呈左右对称设置；所述气道孔或液道孔的横截面呈长圆形。本方案对上述优化，设置双气道和双液道，生产时，可以进行氢气和氧气分开收集。即所述连通距离可以由气道孔或液道孔的形状保证，或设置多个上述绝缘挡板保证，使得本发明结构更加优化，适应性进一步增强，满足本发明需要。

这里对本发明提供另一种技术方案，所述极板两端设有隔绝部，所述隔绝部对应贴合气道孔和液道孔；所述隔绝部上设有通孔并将气道和液道分隔成S型通道结构。所述极板与框架分体设置，通过框架将极板的隔绝部加紧在液道和气道，极板的隔绝部上设有相互错位的通孔并将气道或液道分隔成S型通道结构。易见，与前方案不同的是在框架上减少了绝缘挡板。这里同样可以实现对气道和液道增加距离的目的，为生产者提供了不同的方案选择，扩大了适应范围，增强了本发明的适应性。