一种电解装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于生产氢气与氧气的设备，具体涉及一种电解装置。


背景技术：

2.氢能作为一种原料无限的清洁、高效能源和载能体，可与太阳能发电以及氢氧燃料电池联用，是清洁、高效利用可再生能源的关键环节。
3.因此，目前市场上出现了多种氢气制备设备，如申请号cn202020661751.9公开了一种便携式氢氧呼吸机，包括壳体，壳体内设有储水容器，氢气发生器，以及用于将氢气和水分离的气水分离器；壳体上设置有进水接头、出气接头；储水容器设置有进水口和出水口；储水容器的进水口与进水接头连通；氢气发生器设置有电解水输入口、氧气输出口、氢气输出口；电解水输入口通过管道与储水容器的出水口连通；气水分离器设置于储水容器内，气水分离器包括氢气入口和氢气出口；气水分离器的氢气入口与氢气发生器的氢气输出口连通，气水分离器的氢气出口通过氢气输出管与出气接头连通。该装置存在如下问题：需要设置储水容器及氢气发生器，存在结构复杂、容易漏水、结垢无法排放及成本高的缺点，同时氢氧气发生器的电极片的数量无法根据实际需求进行相应调整，适用范围窄。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种电解装置，具有电解效率高、拆装方便、结构简单、成本低的特点；进一步地，其电极片的数量可以根据实际需求进行相应调整，适用范围广。
5.本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：
6.一种电解装置，包括：
7.壳体，所述壳体包括具有横向贯通孔的外壳本体、第一法兰和第二法兰；所述第一法兰安装于所述外壳本体的第一端口处，所述第二法兰安装于所述外壳本体的第二端口处；所述外壳本体的上部形成有进水口、排气口，所述外壳本体的下部形成有排水口；
8.电极组件，所述电极组件包括阳极结构和阴极结构；所述阳极结构包括竖向阳极板和沿竖向阳极板的侧面横向延伸出的多个横向阳极板，多个所述横向阳极板平行排列；所述阴极结构包括竖向阴极板和沿竖向阴极板的侧面横向延伸出的多个横向阴极板，多个所述横向阴极板平行排列；所述竖向阳极板固定安装于所述第一法兰上并封堵所述第一端口，所述横向阳极板伸入所述横向贯通孔中；所述竖向阴极板固定安装于所述第二法兰上并封堵所述第二端口，所述横向阴极板伸入所述横向贯通孔中；其中，多个横向阳极板与多个横向阴极板沿水平面依次交错排布。
9.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，所述竖向阳极板与所述第一法兰之间设置有第一密封圈，所述竖向阴极板与所述第二法兰之间设置有第二密封圈。
10.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，所述外壳本体的形状为圆筒状，所述竖向阳极板、竖向阴极板、第一法兰和第二法兰的形状均为圆形。
11.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，还包括竖直设置的进水管和竖直设置的排气管，所述进水管的下端与所述进水口连通，所述排气管的下端与所述排气口连通。
12.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，还包括横向设置的回水管，所述回水管的一端与所述进水管连通，其另一端与所述排气管连通。
13.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，所述回水管包括依次连通的第一横向连接管、倾斜连接管和第二横向连接管；所述第一横向连接管的一端与所述排气管连通，所述第二横向连接管的一端与所述进水管连通；其中，所述第二横向连接管在竖直方向的高度低于所述第一横向连接管的高度。
14.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，还包括竖直设置的第一出水管，所述第一出水管的上端与所述出水口连通。
15.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，还包括横向设置的第二出水管和竖直设置的水位观察管，所述第二出水管的一端与所述第一出水管的下端连通，所述第二出水管的另一端沿横向延伸至外壳本体外部形成延伸部；所述水位观察管的下端与所述第二出水管的延伸部连通；所述水位观察管的顶部形成观察口。
16.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，所述多个横向阳极板与多个横向阴极板的顶面在水平面上平齐，它们的底面共同形成圆弧面。
17.在本实用新型中，作为一种优选的实施例，所述第一法兰焊接于所述外壳本体的第一端口处，所述第二法兰焊接于所述外壳本体的第二端口处；所述竖向阳极板与所述第一法兰之间通过螺栓锁紧，所述竖向阴极板与所述第二法兰之间通过螺栓锁紧。
18.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
19.本实用新型的电解装置包括壳体和电极组件，电极组件包括阳极结构和阴极结构；阳极结构包括竖向阳极板和沿竖向阳极板的侧面横向延伸出的多个横向阳极板，多个横向阳极板平行排列；阴极结构包括竖向阴极板和沿竖向阴极板的侧面横向延伸出的多个横向阴极板，多个横向阴极板平行排列；竖向阳极板固定安装于第一法兰上并封堵第一端口，横向阳极板伸入横向贯通孔中；竖向阴极板固定安装于第二法兰上并封堵第二端口，横向阴极板伸入横向贯通孔中；其中，多个横向阳极板与多个横向阴极板沿水平面依次交错排布；实际应用中，通过进水口添加水及电解液，外壳本体的横向贯通孔的两端封闭后形成电解槽，横向阴极板为耐腐蚀316l不锈钢板，横向阳极板为耐腐蚀316l不锈钢板，电解液为氢氧化钠溶液。通电时，在外电场的作用下，电解液中的正、负离子分别向阴、阳极迁移，离子在电极-溶液界面上进行电化学反应，将水分解为氢气和氧气。如此，能够在外壳本体的横向贯通孔中形成多组电解电极组，能够省去水箱，具有电解效率高、拆装方便、结构简单、成本低的特点；进一步地，其电极片(即横向阳极板、横向阴极板)的数量可以根据实际需求进行相应调整，适用范围广。
附图说明
20.图1为实施例1的电解装置的结构示意图；
21.图2为实施例1的电解装置的剖示图；
22.图3为实施例1的壳体的结构示意图；
23.图4为实施例1的电极组件的结构示意图。
24.图中：10、壳体；11、外壳本体；12、第一法兰；13、第二法兰；20、电极组件；21、阳极结构；211、竖向阳极板；212、横向阳极板；22、阴极结构；221、竖向阴极板；222、横向阴极板；31、第一密封圈；32、第二密封圈；41、进水管；42、排气管；43、回水管；431、第一横向连接管；432、倾斜连接管；433、第二横向连接管；51、第一出水管；52、第二出水管；53、水位观察管。
具体实施方式
25.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。所述实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解对本技术的限制。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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技术和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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技术的限制。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.实施例1：
30.请参照图1-4所示，本实施例提供一种电解装置，包括壳体10和电极组件20；
31.具体地，壳体10包括具有横向贯通孔的外壳本体11、第一法兰12和第二法兰13；第一法兰12安装于外壳本体11的第一端口处，第二法兰13安装于外壳本体11的第二端口处；外壳本体11的上部形成有进水口、排气口，外壳本体11的下部形成有出水口；
32.具体地，电极组件20包括阳极结构21和阴极结构22；阳极结构21包括竖向阳极板211和沿竖向阳极板211的侧面横向延伸出的多个横向阳极板212，多个横向阳极板212平行排列；阴极结构22包括竖向阴极板221和沿竖向阴极板221的侧面横向延伸出的多个横向阴极板222，多个横向阴极板222平行排列；竖向阳极板211固定安装于第一法兰12上并封堵第一端口，横向阳极板212伸入横向贯通孔中；竖向阴极板221固定安装于第二法兰13上并封堵第二端口，横向阴极板222伸入横向贯通孔中；其中，多个横向阳极板212与多个横向阴极板222沿水平面依次交错排布。
33.在上述结构的基础上，使用过程中，过进水口添加水及电解液，外壳本体11的横向
贯通孔的两端封闭后形成电解槽，横向阴极板222为耐腐蚀316l不锈钢板，横向阳极板212为耐腐蚀316l不锈钢板，电解液为氢氧化钠溶液。通电时，在外电场的作用下，电解液中的正、负离子分别向阴、阳极迁移，离子在电极-溶液界面上进行电化学反应，将水分解为氢气和氧气。如此，能够在外壳本体11的横向贯通孔中形成多组电解电极组，能够省去水箱，具有电解效率高、拆装方便、结构简单、成本低的特点；进一步地，其电极片(即横向阳极板212、横向阴极板222)的数量可以根据实际需求进行相应调整，适用范围广。
34.在本实用新型的较佳的实施例中，竖向阳极板211与第一法兰12之间设置有第一密封圈31，竖向阴极板221与第二法兰13之间设置有第二密封圈32。具体地，第一密封圈31、第二密封圈32均采用绝缘材料制成，以使竖向阳极板211与第一法兰12之间、竖向阴极板221与第二法兰13之间绝缘。由此，第一密封圈31、第二密封圈32在密封的同时，还可以起绝缘作用。作为一个示例，第一密封圈31、第二密封圈32可以为硅胶密封圈。
35.在本实用新型的较佳的实施例中，外壳本体11的形状为圆筒状，竖向阳极板211、竖向阴极板221、第一法兰12和第二法兰13的形状均为圆形。作为一种替代方案，外壳本体11的形状为方形，竖向阳极板211、竖向阴极板221、第一法兰12和第二法兰13的形状均为方形。
36.在本实用新型的较佳的实施例中，还包括竖直设置的进水管41和竖直设置的排气管42，进水管41的下端与进水口连通，排气管42的下端与排气口连通。优选地，还包括横向设置的回水管43，回水管43的一端与进水管41连通，其另一端与排气管42连通。如此，当气水混合物经过排气管42的过程中，水蒸气冷凝成水附着在管壁上，通过回水管43回流到进水管41中，进而实现气水分离的效果，因此，可以不必再单独设置气水分离器。
37.在本实用新型的较佳的实施例中，回水管43包括依次连通的第一横向连接管431、倾斜连接管432和第二横向连接管433；第一横向连接管431的一端与排气管42连通，第二横向连接管433的一端与进水管41连通；其中，第二横向连接管433在竖直方向的高度低于第一横向连接管431的高度。如此，能够对附着在管壁上的水进行导流，使得气水分离效果更佳。
38.在本实用新型的较佳的实施例中，还包括竖直设置的第一出水管51，第一出水管51的上端与出水口连通。如此，能够对内部结晶物的排放可以清除干净。优选地，还包括横向设置的第二出水管52和竖直设置的水位观察管53，第二出水管52的一端与第一出水管51的下端连通，第二出水管52的另一端沿横向延伸至外壳本体11外部形成延伸部；水位观察管53的下端与第二出水管52的延伸部连通；水位观察管53的顶部形成观察口。由于水位观察管53与横向贯通孔连通，水位观察管53中的水位高度与横向贯通孔中的水位高度相当，通过观察水位观察管53中的水位高度就可以知道电解槽中的水位高度。
39.在本实用新型的较佳的实施例中，多个横向阳极板212与多个横向阴极板222的顶面在水平面上平齐，它们的底面共同形成圆弧面。
40.在本实用新型的较佳的实施例中，第一法兰12焊接于外壳本体11的第一端口处，第二法兰13焊接于外壳本体11的第二端口处；竖向阳极板211与第一法兰12之间通过螺栓锁紧，竖向阴极板221与第二法兰13之间通过螺栓锁紧。如此，具有拆装方便的优点。
41.其它实施例：
42.横向阳极板、横向阴极板分别通过可拆卸的方式与竖向阳极板、竖向阴极板连接，
具体可以是卡扣连接。横向阳极板、横向阴极板的数量为两个、三个、四个、五个、十个、二十个、五十个或更多个，可以根据实际需要进行调整。虽然仅仅已经对本技术的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、安装布置、材料使用、颜色、取向等的变化)。
43.最后应说明的是：上述实施方式仅为本实用新型的优选实施例方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。