CN103320810A

CN103320810A - 串并联组合高效氢氧气电解槽

Info

Publication number: CN103320810A
Application number: CN2013102476268A
Authority: CN
Inventors: 李湧
Original assignee: WUHAN WEIQING TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: WUHAN WEIQING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明涉及串并联组合高效氢氧气电解槽，结构为电解槽两端负极板均带有一电极柱作负极接线柱，两个半封闭壳体对接处安装正电极板，正电极板突出处向电解槽壳体外引出正极接线；在电解槽壳体内若干中间电极板由正电极板开始分别向左右两边对称放置，最左端和最右端分别放置带有负极接线柱的负极板，且负极接线柱引出电解槽壳体外，电解槽左壳体内电极片和右壳体内电极片分别串联，电解槽壳体左圆筒内的电极片和右圆筒内的电极片分别串联，共用中间的正电极板经接电源线后构成串并联组合型电解槽。本发明电极片串并联在电解槽内部完成、两组并联电极片等电位设计、电解槽采用外循环式提供电解液、密封可靠无泄漏、电流利用率高、方便装配和拆卸。

Description

串并联组合高效氢氧气电解槽

技术领域

本发明涉及一种可将电解液电解而产生氢氧混合气的电解槽，尤其是一种干式串并联组合型电解槽，电解水产生的氢氧混合气，可用于内燃机节能减排的新能源技术和环境保护应用技术领域。

背景技术

利用电解液产生的氢氧混合气体作为一种气源，可用于内燃机燃油的助燃剂、催化燃烧等。国内外研究表明，进气加氢预混合氢气发动机的燃烧是一种新的发动机燃烧方式，氢燃料具有燃烧速度快、着火界限宽和质量放热率高等特点，可改善内燃机的燃烧条件，在降低碳烟、CO、NO_X、HC等主要排放物方面取得了较明显的效果，同时提高了热效率。

目前使用的电解槽结构有如专利申请号为201010238025.7的“组合式高效率的氢氧气电解池”，为串联湿式电解槽，由于该电解池电解时集流孔处产生的旁路寄生电流大，造成电流利用率变小，螺栓焊接处易受到电蚀而折断，电解池由槽钢和尼龙板之间的橡胶圈密封，时间长容易引起碱液泄漏，影响整体电解槽寿命，电解材料利用率低。

发明内容

本发明的目的在克服现有的技术缺陷，而提供一种串并联组合高效氢氧气电解槽，本发明为干式串并联组合结构，使电极片串并联在电解槽内部完成、两组并联电极片等电位设计、电解槽采用外循环式提供电解液，密封可靠无泄漏、电流利用率高、方便装配和拆卸。

本发明的技术方案为：

串并联组合高效氢氧气电解槽，包括：电解槽壳体、正电极板、若干中间电极板、两个负极板，电解槽左、右壳体分别设有进液口和气液出口，电解槽壳体由左壳体、右壳体用螺栓通过螺丝孔锁紧而成，左壳体形成一个半封闭的左圆筒，右壳体形成一个半封闭的右圆筒，其特征在于：每个负极板带有一电极柱作负极接线柱，两个半封闭的圆筒对接处安装一片正电极板，正电极板突出处向电解槽壳体外引出正极接线，在电解槽壳体内若干中间电极板由正电极板开始分别向左右两边对称放置，最左端和最右端分别放置的是带有负极接线柱的负极板，且负极接线柱引出电解槽壳体外，电解槽壳体左圆筒内的电极片和右圆筒内的电极片分别串联，共用中间的正电极板经接电源线后构成串并联组合型电解槽。

所述的左圆筒、右圆筒内放置的中间电极片和两片负极板的尺寸大小相同，电流密度一致。

所述的电解槽壳体由工程塑料采用塑料模具注塑加工而成。

所述的电解槽壳体中央的一片正电极板、若干中间电极板和两个负极板等每片极板边沿均套有绝缘圈，且绝缘圈具有耐腐蚀、耐高温且柔韧性强的特点，按照相应的数量、通孔同心方向，将若干中间电极板和两个负极板分别摆放在左右两边的电解槽壳体内。

所述的正电极板、若干中间电极板、两个负极板等每片极板上、下端分别设有气液出孔和进液孔，且进液孔和气液出孔均为通孔同心，电解液通过每片电极板下端的进液孔充入，构成一个个等间距的小电解池，左、右两边的电极片等电位。

与现有技术相比，本发明采用了结构合理的干式串并联组合结构，整体结构紧凑，密封简单，可靠无泄漏，除中央较厚的公共正电极板外，两边中间电极板和两片负极板尺寸厚度大小相同，电流密度一致，寿命一致，充分考虑了电极材料利用率。同时每片中间电极板及负极板套有绝缘圈，中间电极板上及负极板上的孔尺寸大小与通孔同心设计，减小了电解槽电流损失率，电解产气效率大大提高。电解液由循环***不断地给电解槽提供碱液，减小了整体电解槽设计的体积，有效地解决了制氢氧设备的大型化问题，减小占地面积，同时方便了高效散热***的设计。

附图说明

图 1为发明的整体外观结构示意图。

图 2为发明的结构***图。

图 3为发明的内部结构剖面图。

具体实施方式

结合附图说明对本发明作详细描述。

如图1、图2、图3所示，本发明包括：电解槽壳体（1，11）、正电极板12、16个中间电极板13、两个负极板15，电解槽壳体分别设有进液口I和气液出口O，电解槽壳体由左壳体11、右壳体1用螺栓7、平垫圈8、弹垫圈9和螺母10通过螺丝孔锁紧而成，左壳体11形成一个半封闭的左圆筒H2，右壳体1形成一个半封闭的右圆筒H1，且电解槽壳体（1，11）由工程塑料采用塑料模具注塑加工而成；两个负极板15带有一电极柱作负极接线柱3，两个半封闭的圆筒对接处安装一片正电极板12，正电极板12突出处向电解槽壳体外引出正极接线（使用时，只要用一端的正极接线就行），在电解槽壳体内16个中间电极板13由正电极板12开始分别向左右两边对称放置，最左端和最右端分别放置的是带有负极接线柱3的负极板15，且负极接线柱3引出电解槽壳体外，负极接线柱3上套有另一密封圈6，用平垫5、弹垫4、另一螺母2锁紧可防止腔内电解液泄露；正电极板、所有的中间电极板上、两个负极板上分别设有进液孔IH和出液孔OH，且进液孔IH和出液孔OH均为通孔同心，电解液通过每片电极板上的导液孔充入，构成一个个等间距的小电解池，左、右两边的中间电极片等电位；正电极板12、每片中间电极板13两端和两个负极板15边沿均套有绝缘圈14，且绝缘圈具有耐腐蚀、耐高温且柔韧性强的特点，按照相应的数量、通孔同心方向，将中间电极板13和两个负极板15分别摆放在左右两边的电解槽壳体内；所有中间电极片13的尺寸大小相同，电流密度一致；电解槽壳体左圆筒内的电极片（13，15）和右圆筒内的电极片（13，15）分别串联，共用中间的正电极板12构成串并联组合型电解槽。

从下往上组装本发明时，将加工好的任意一半电解槽壳体（1或11）平放，电解液气液出口O朝前上方向放置，这时该壳体右边边沿会有正电极板12的突出卡口。确定方向后，该壳体内中央有一圆形小槽，将O型圈6放入中央小槽内。将套好绝缘圈14的负极板15按卡槽方向放入电解槽壳体的腔内，并将两根定位柱分别***负电极板上的进液孔IH和出液孔OH，以保证接下来要装配的中间电极板上的导液孔通孔同心。依次放入8片并套有绝缘圈14的中间电极板极13。接着放置套外壳顶部正电极板12的绝缘圈，再放入正电极板12，正电极板12突出部分要嵌入外壳边沿右上方的卡口内，再次放置正电极板12另一面的绝缘圈。依次放入8片并套有绝缘圈的中间电极板。再取一片负极板15卡入另一半壳体内，然后将此壳体按方向盖在之前已装满电极片的壳体之上，此时盖在上面的壳体进液口I方向朝下，以保证这两个外壳边沿正极板卡口对接。确认安装方向无误后，安装螺栓7和平垫圈8、弹垫圈9和螺母10锁紧而成。

使用时，电解槽电解液循环流通时，电解槽一边的电解液进液口作为电解液流入方向，流入的碱液在循环泵的作用下通过每片电极片上的导液孔从电解槽底部往上流动，直至整个电解槽充满碱液，通电后在每个小电解池内电解产生气体，产生的气体和温度升高的碱液从电解槽另一边的电解液气液出孔流出，流至循环***的碱箱，气体流入碱箱后上浮排出，而碱液继续循环至电解槽内电解产生气体。

每个极片下端都开有一个进液孔（IH）叠加后形成一个进液通道，电解液经此通道进入每个小电解室。每个极片上端开有一个气液出孔（OH）叠加后形成一个出气液通道，电解产生的气体和电解液经此通道回到电解液箱。

本电解槽采用一进一出方式，用磁力泵将电解液箱中的电解液压入进液口（I）经进液通道进入每个电解室电解。电解产生的气体和电解液再经气液出口（O）返回电解液箱。这种方式下电解液就不断循环，不断补充，产气量就十分稳定。

Claims

1.串并联组合高效氢氧气电解槽，包括：电解槽壳体、正电极板、若干中间电极板、两个负极板，电解槽壳体分别设有进液口和气液出口，电解槽壳体由左壳体（11）、右壳体（1）用螺栓（7）通过螺丝孔锁紧而成，左壳体（11）形成一个半封闭的左圆筒（H2），右壳体（1）形成一个半封闭的右圆筒（H1），其特征在于：两个负极板带有一电极柱作负极接线柱，两个半封闭的圆筒对接处安装一片正电极板，正电极板突出处向电解槽壳体外引出正极接线，在电解槽壳体内若干中间电极板（13）由正电极板（12）开始分别向左右两边对称放置，最左端和最右端分别放置的是带有负极接线柱（3）的负极板（15），且负极接线柱（3）引出电解槽壳体外，电解槽壳体左圆筒（H2）内的电极片和右圆筒 (H1)内的电极片分别串联，共用中间的正电极板（12）经接电源线后构成串并联组合型电解槽。

2.根据权利要求 1 所述的串并联组合高效氢氧气电解槽，其特征在于：所述的左圆筒、右圆筒内放置的电极片（13）的尺寸大小相同，电流密度一致。

3.根据权利要求 1 所述的串并联组合高效氢氧气电解槽，其特征在于：电解槽壳体（1，11）由工程塑料采用塑料模具注塑加工而成。

4.根据权利要求 1 所述的串并联组合高效氢氧气电解槽，其特征在于：左圆筒（H2）、右圆筒（H1）内的正电极板（12）、每片中间电极板（13）边沿和两个负极板边沿均套有绝缘圈（14），按照相应的数量、通孔同心方向，将中间电极板（13）和两个负极板分别摆放在左右两边的电解槽壳体（1，11）内。

5.根据权利要求1、2或4 所述的串并联组合高效氢氧气电解槽，其特征在于：所述的正电极板、若干中间电极板、两个负极板等每片电极板上、下端分别设有气液出孔（IH）和进液孔（OH），且进液孔和气液出孔均为通孔同心。