一种电解槽及氢气生成装置的制作方法

1.本实用新型涉及制氢的技术领域，特别是涉及一种电解槽及氢气生成装置。


背景技术：

2.2007年，日本太田成男教授在《nature》发表的2％吸氢可显著减少脑梗死的面积，这一轰动性的研究结果奠定了氢医学发展的里程碑。太田成男教授在访谈节目中也聊到了因为坚持吸入2％含量的氢气，对人的精神状态也有所改善。
3.氧气是需氧生物维持生命不可或缺少的物质。氧气之所以重要和不可缺少，是因为氧气是人体内唯一的电子最终接受体，没有氧气，细胞就不能持续进行物质和能量代谢，就不能从营养物质中获得供机体一切生命活动所需要的能量。但是，当人体长期呼吸氧气，体内的氧气会产生一定的毒性，氧气的毒性是由于身体内产生了过多的活性氧。
4.大量生物学研究表明，氢气具有选择性中和自由基和亚硝酸阴离子的作用，这是氢气对抗氧化损伤治疗疾病的基础。
5.氢气能治疗的疾病类型非常多，例如恶性肿瘤、结肠炎、一氧化碳中毒后脑病、脑缺血、老年性痴呆、帕金森病、抑郁症、脊髓损伤、皮肤过敏、2型糖尿病、急性胰腺炎、器官移植损伤、小肠缺血、系统炎症反应、放射损伤、视网膜损伤和耳聋等。
6.随着人们生活液平的提升，人们对于健康养生的生活方式的追求也日益流行，家用吸氢机也渐渐进入人们视野。
7.氢气制造的过程中，工作时，阴极电解板连接直流电源的负极，阳极电解板连接直流电源的正极；两个钛纤维板夹紧膜电极，阴极电解板将电场传递到一侧的钛纤维板，阳极电解板将电场传递到另一侧钛纤维板，使膜电极的两侧形成电势差，液中的氢离子和阳离子在电势差的作用下定向移动，在膜电极的一侧产生氢气，另一侧产生氧气。
8.现有技术中存在着在电解槽中，两侧的钛纤维板要压紧膜电极的表面才能使得电解槽保持较好的液密和气密环境，由于两侧的钛纤维板的表面不平整，具有较多的突刺，会导致膜电极的外沿侧面被所述钛纤维板的突刺扎破，造成膜电极的寿命下降，从而影响了电解槽的使用的技术问题。


技术实现要素：

9.为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种电解槽，用于解决现有技术中存在的在电解槽中，两侧的钛纤维板要压紧膜电极的表面才能使得电解槽保持较好的液密和气密环境，由于两侧的钛纤维板的表面不平整，具有较多的突刺，会导致的膜电极的外沿侧面被所述钛纤维板的突刺扎破，造成膜电极的寿命下降，从而影响了电解槽的使用的技术问题。
10.为解决上述技术问题，本实用新型的实施例采用了如下技术方案：
11.一种电解槽，所述电解槽包括依次设置的第一固定板、第一绝缘板、阳极电解板、第一钛纤维板、膜电极、第二钛纤维板、阴极电解板、第二绝缘板和第二固定板；
12.所述电解槽还包括第一保护框和第二保护框；
13.所述第一保护框位于所述第一钛纤维板和所述膜电极之间，所述第一保护框具有第一连通部，且所述第一钛纤维板和所述膜电极相接触于第一连通部内；
14.所述第二保护框位于所述第二钛纤维板和所述膜电极之间，所述第二保护框具有第二连通部，且所述第二钛纤维板和所述膜电极相接触于所述第二连通部内。
15.进一步地，所述第一连通部和所述第二连通部的横截面都为矩形。
16.进一步地，所述电解槽还包括钛网，所述钛网设置于所述阳极电解板与所述第一钛纤维板之间。
17.进一步地，所述阳极电解板上具有进液孔和第一出气孔，所述进液孔用于供电解液导入，所述第一出气孔用于供生成的氧气流出。
18.进一步地，所述阳极电解板面向所述第一钛纤维板的一面上设置有液流槽，所述液流槽用于增大所述第一钛纤维板与电解液的接触面积；
19.所述进液孔和所述第一出气孔均与所述液流槽连通。
20.进一步地，所述液流槽包括主槽道和若干条槽道，各所述分槽道均与所述主槽道相连通，所述进液孔和所述第一出气孔上均设置在所述主槽道上。
21.进一步地，所述分槽道的数量为8条，平行与所述主槽道设置在所述阳极电极板对应面的表面上。
22.进一步地，所述主槽道设置于所述阳极电极板对应面的中间位置，所述分槽道对称排布于所述主槽道的两侧，所述主槽道与各所述分槽道之间均相互平行。
23.进一步地，所述电解槽还包括第一密封框和第二密封框；
24.所述第一钛纤维板套设于所述第一密封框内，所述第二钛纤维板套设于所述第二密封框内。
25.本实用新型还提供了一种氢气发生装置，所述氢气发生装置包括如上述的电解槽。
26.相比于现有技术，本实用新型的实施例的有益效果在于：
27.本实用新型提供的电解槽，所述电解槽包括依次设置的第一固定板、第一绝缘板、阳极电解板、第一钛纤维板、膜电极、第二钛纤维板、阴极电解板、第二绝缘板和第二固定板；所述电解槽还包括第一保护框和第二保护框；所述第一保护框位于所述第一钛纤维板和所述膜电极之间，所述第一保护框具有第一连通部，且所述第一钛纤维板和所述膜电极相接触于第一连通部内；所述第二保护框位于所述第二钛纤维板和所述膜电极之间，所述第二保护框具有第二连通部，且所述第二钛纤维板和所述膜电极相接触于所述第二连通部内。通过所述第一保护框和所述第二保护框阻挡所述钛纤维板与所述膜电极的外沿侧面的接触，能够有效地防止所述钛纤维板的表面对所述膜电极的外沿侧面造成损伤，甚至扎破的问题；从而解决了现有技术中存在的在电解槽中，两侧的钛纤维板要压紧膜电极的表面才能使得电解槽保持较好的液密和气密环境，由于两侧的钛纤维板的表面不平整，具有较多的突刺，会导致的膜电极的外沿侧面被所述钛纤维板的突刺扎破，造成膜电极的寿命下降，从而影响了电解槽的使用的技术问题。
28.本实用新型还提供了一种氢气发生装置，所述氢气发生装置有效地解决了现有技术中存在的在电解槽中，两侧的钛纤维板要压紧膜电极的表面才能使得电解槽保持较好的
液密和气密环境，由于两侧的钛纤维板的表面不平整，具有较多的突刺，会导致的膜电极的外沿侧面被所述钛纤维板的突刺扎破，造成膜电极的寿命下降，从而影响了电解槽的使用的技术问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术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技术的实施例，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是本实用新型实施例提供的一种电解槽的结构示意图；
31.图2是本实用新型实施例提供的一种电解槽的爆炸图；
32.图3是本实用新型实施例提供的一种电解槽的剖视图；
33.图4是本实用新型实施例提供的一种电解槽的阳极电解板的结构示意图。
34.其中：
35.100、第一固定板；200、第一绝缘板；300、阳极电解板；301、主槽道；302、分槽道；303、进液孔；304、第一出气孔；400第一密封框；500、第一钛纤维板；600、第一保护框；700、膜电极；800、第二保护框；900、第二钛纤维板；1000、第二密封框；1100、阴极电解板；1200、第二绝缘板；1300、第二固定板；1400、钛网。
具体实施方式
36.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
37.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“液平”、“内”、“外”等指示的方位或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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
38.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
39.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
40.图1为本实用新型实施例提供的一种电解槽的结构示意图；
41.如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种电解槽，所述电解槽包括依次设置的第一固定板100、第一绝缘板200、阳极电解板300、第一钛纤维板500、膜电极700、第二钛纤
维板900、阴极电解板1100、第二绝缘板1200和第二固定板1300；
42.具体为，所述第一固定板100、所述第一绝缘板200、所述阳极电解板300、所述第一钛纤维板500、所述膜电极700、所述第二钛纤维板900、所述阴极电解板1100、所述第二绝缘板1200和所述第二固定板1300通过螺栓和螺母固定在一起，通过所述螺栓和螺母对第一固定板100和第二固定板1300之间的多种板材施加均匀的压力。在上述压力的加持下，阳极电解板300与膜电极700之间形成第一密封腔室；阴极电解板1100与膜电极700之间形成第二密封腔室；在所述密封腔室中设置表面平整的第一钛纤维板500和第二钛纤维板900，利用第一钛纤维板500和第二钛纤维板900的疏液性和透气性，保证膜电极700表面持续被液覆盖，并且产生的气体能够及时从第一钛纤维板500和第二钛纤维板900排出；利用第一钛纤维板500和第二钛纤维板900的导电性，使膜电极700两侧形成均匀电场，保证电解反应的稳定进行。
43.其中，所述第一固定板100和第二固定板1300均为铝块制成，其中，所述第一固定板100为铝块正极，所述第二固定板1300为铝块负极；
44.所述第一绝缘板200和所述第二绝缘板1200的材料均为铁氟龙；
45.所述阳极电解板300的外沿上设置有连接部，所述连接部用于连接外部电源的正极，将电流导通到所述阳极电解板300上。其中，连接部上设置有安装孔，便于电源的导线进行连接。
46.所述阳极电解板300和阴极电解板1100的材料为钛金属，所述阳极电解板300为钛块正极，所述阴极电解板1100为钛块负极。
47.所述第一钛纤维板500和所述第二钛纤维板900均为钛毡，所述膜电极700为铂催化膜。
48.其中，所述第一固定板100上接有进液接头和第一出气接头；
49.所述阳极电解板300上具有进液孔303和第一出气孔304，所述进液孔303用于供电解液导入，所述第一出气孔304用于供生成的氧气流出。所述第一固定板100和所述第一绝缘板200上都具有与所述进液孔303对应连通的通孔，所述进液接头设置在所述第一固定板100的通孔上，电解液从所述进液接头穿过所述第一固定板100上的通孔、所述第一绝缘板200的通孔进入到所述进液孔303内；
50.所述第一固定板100和所述第一绝缘板200上都还具有与所述第一出气孔304对应的出气孔，所述第一固定板100和所述第一绝缘板200上都具有与所述第一出气孔304对应的通气孔；
51.所述第二固定板1300、第二绝缘板1200和所述阴极电解板1100上都具有相对应连通的的氢气出气口孔，所述第二固定板1300的所述氢气出口孔处连接有氢气出口接头。
52.所述进液接头设置在所述第一固定板100的通气孔上，所述第一钛纤维板500、所述膜电极700和所述第二钛纤维板900内生成的氧气从所述第一出气口、所述第一固定板100的通气孔和所述第一绝缘板200的通气孔流到所述第一出气接头；生成的氢气依次从所述阴极电解板1100的、第二绝缘板1200的和所述第二固定板1300的氢气出气口孔流到氢气出口接头上。
53.其中，所述阳极电解板300面向所述第一钛纤维板500的一面上设置有液流槽，所述液流槽用于增大所述第一钛纤维板500与电解液的接触面积；
54.所述进液孔303和所述第一出气孔304均与所述液流槽连通。
55.具体为：所述液流槽包括主槽道301和若干条分槽道302，各所述分槽道302均与所述主槽道301相连通，所述进液孔303和所述第一出气孔304上均设置在所述主槽道301上。
56.为了扩大所述电解液与所述第一钛纤维板500的接触面积，相邻所述分槽道302之间相互连通。另外，为了加工方便以及使得电解液能够更加均匀地补充到所述第一钛纤维板500上，所述主槽道301设置于所述阳极电极板对应面的中间位置，所述分槽道302对称排布于所述主槽道301的两侧，所述主槽道301与各所述分槽道302之间均相互平行。
57.本实施例的所述电解槽中，所述分槽道302的数量为8条，平行与所述主槽道301设置在所述阳极电极板对应面的表面上。便于电解液在所述分槽道302上进行流动，扩大所述电解液与所述第一钛纤维板500的接触面积。
58.其中，主槽道301和分槽道302的排布方式可以为，所述主槽道301设置于所述阳极电极板对应面的中间位置，所述分槽道302对称排布于所述主槽道301的两侧，所述主槽道301与各所述分槽道302之间均相互平行，上述排布方式便于对所述阳极电解板300进行加工生产。
59.所述主槽道301还能够为第一钛纤维板500快速补液；所述分槽道302能够引导生成的氧气气泡汇集到出液口排出，防止生成的氧气气泡在液流槽上过快聚集，变成大气泡，阻碍液流的流动。在从槽道中的小气泡向上移动，同时为液流带来向上流动的动力，使得只需要将进液孔303与液箱直接连通，无需设置液泵等主动动力装置，液流即可自发地从进液口进入。
60.所述电解槽还包括第一保护框600和第二保护框800；
61.所述第一保护框600位于所述第一钛纤维和所述膜电极700之间，且所述第一钛纤维板500和所述膜电极700相接触于所述第一保护框600的中间位置；
62.具体为：所述第一保护框600的中间位置具有横截面为矩形的第一连通部，所述第一钛纤维板500和所述膜电极700相接触于第一连通部内。
63.所述第二保护框800位于所述第二钛纤维板900和所述膜电极700之间，且所述第二钛纤维板900和所述膜电极700接触与所述第二保护框800的中间位置。
64.具体为：所述第二保护框800的中间位置具有横截面为矩形的第二连通部，所述第二钛纤维板900和所述膜电极700接触于所述第二连通部内。
65.所述第一保护框和所述第二保护框的材料均为铁氟龙。
66.通过所述第一保护框600和所述第二保护框800阻挡所述钛纤维板与所述膜电极700的外沿侧面的接触，能够有效地防止所述钛纤维板的表面对所述膜电极700的外沿侧面造成损伤，甚至扎破的问题。从而解决了现有技术中存在的在电解槽中，两侧的钛纤维板要压紧膜电极700的表面才能使得电解槽保持较好的液密和气密环境，由于两侧的钛纤维板的表面不平整，具有较多的突刺，会导致的膜电极700的外沿侧面被所述钛纤维板的突刺扎破，造成膜电极700的寿命下降，从而影响了电解槽的使用的技术问题。
67.所述电解槽还包括第一密封框400和第二密封框1000；
68.所述第一钛纤维板500套设于所述第一密封框400内，所述第二钛纤维板900套设于所述第二密封框1000内。
69.所述第一密封框400能够有效的密封所述第一钛纤维板500和所述阳极电解板之
间的空间。
70.所述第二密封框1000能够有效的密封所述第二钛纤维板900和所述阴极电解板1100之间的空间。
71.所述第一密封框和所述第二密封框的材料均为铁氟龙。
72.其中，所述电解槽还包括钛网1400，所述钛网1400设置于所述阳极电解板与所述第一钛纤维板之间。
73.所述钛网1400一面与所述阳极电解板设置有液流槽的一面相接触，另一面与所述第一钛纤维板背离膜电极的一面相接触。
74.所述钛网1400与所述第一钛纤维板同样设置于所述第一密封框内，所述钛网1400的作用是让第一钛纤维板在安装时受力均匀，同时电流导电面积加大，防止第一钛纤维板由于力度不均匀而变形，能够加大第一钛纤维板的与电解液的接触面积，导电的电流有所增加，让第一钛纤维板受力均匀，随着电流增加，膜电极的导电性增加，有效的提升了出氢的效率。
75.本实用新型还提供了一种氢气发生装置，所述氢气发生装置包括如上述的电解槽。
76.本实用新型还提供了一种氢气发生装置，所述氢气发生装置有效地解决了现有技术中存在的在电解槽中，两侧的钛纤维板要压紧膜电极700的表面才能使得电解槽保持较好的液密和气密环境，由于两侧的钛纤维板的表面不平整，具有较多的突刺，会导致的膜电极700的外沿侧面被所述钛纤维板的突刺扎破，造成膜电极700的寿命下降，从而影响了电解槽的使用的技术问题。
77.以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。