CN104962947A - 由n个套筒式电极组构成的电极组件 - Google Patents

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Abstract

由N个套筒式电极组构成的电极组件，其特征为：每个套筒式电极组的两个电极之一为筒形外套电极；在筒形外套电极内套装一个外围尺寸小于筒形外套电极的内套电极，作为另一极性的电极；两个不同极性电极相对表面的面积不对称；两个不同极性电极相对表面之间留有电极间隙，间隙内可以放入介质；N为等于1或大于1的整数；当N大于1时，各个电极组的两个电极其中之一相连接成为一个集成电极、两个电极其中之二相连接作为另一个集成电极，两集成电极合成为由N个套筒式电极组构成的电极组件。当两个电极的间隙中的介质电导率大于零时，在两个电极施加数值相同而极性相反的电压，呈现出电流不对称的特性以及介质电解效果不对称的特性。

Description

由N个套筒式电极组构成的电极组件
技术领域
本发明由N个套筒式电极组构成的电极组件，属于电解技术领域。
背景技术
通过电解两个电极之间间隙中的介质，以达到某种用途的电解技术应用广泛，其基本工作原理为：将两个电极分别连接电解电源输出电压的两个端口，对两电极间隙中的介质进行电解。介质是电解的对象，电解电极组是电解装置的核心部件，其构造与功能对电解功效的影响往往至关重要。例如：在两个电极中放入水作电解产生电解水，就是最为常用的技术。传统电解水技术采用隔离膜，将阴极碱性还原水区与阳极酸性水区隔离，获得两种不同特性电解水，该技术存在功耗大效率低浪费水的缺陷。近年来，不用隔离膜的无膜电解水技术取得突破，具有只制作一种电解水、功耗低、节水节能等优点，但是存在着电解时间较长的缺点。本发明人发现：电解电极结构的改进能够显著增强电解强度、缩短电解时间、提高电解效率，并且产生不同电解效果，本发明由N个套筒式电极组构成的电极组件就是可以达到较高速高效率电解电极中介质的创新实用技术方案，能够显著提高电解效率、缩短电解时间，并且可以方便地产生不同电解效果。
发明内容
本发明由N个套筒式电极组构成的电极组件，其主要发明内容为：每个套筒式电极组的两个电极之一为筒形外套电极；在筒形外套电极内套装一个外围尺寸小于筒形外套电极的内套电极，作为另一极性的电极；两个不同极性电极相对表面的面积不对称；两个不同极性电极相对表面之间留有电极间隙，间隙内可以放入介质；N为等于1或大于1的整数；当N大于1时，各个电极组的两个电极其中之一相连接成为一个集成电极、两个电极其中之二相连接作为另一个集成电极，两集成电极合成为由N个套筒式电极组构成的电极组件。
本发明内容之一为：所述电极组件，当两个电极的间隙中的介质电导率大于零时，在两个电极施加数值相同而极性相反的电压，呈现出电流不对称的特性。这种两个方向电流不对称的特性，是由于两个不同极性电极相对表面的面积不对称造成的，因为当介质例如水介质被电解会产生离子，当两个电极施加数值相同而极性相反的电压时，离子在两个不同面积电极表面分布状态不相同，从而对电流呈现不同的阻抗特性。
本发明内容之二为：所述电极组件，当两个电极间隙中的介质电导率大于零时，在两个电极施加数值相同而极性相反的电压，呈现出介质电解效果不对称的特性。这种差异性，一方面是由于两个不同极性电极相对表面的面积不对称使得两个方向电流不对称而造成；另一方面，当介质例如水介质被电解会产生离子，当两个电极施加数值相同而极性相反的电压时，离子在两个不同面积电极表面分布状态不相同，使得离子分解复合过程与结果会有差异性，可能造成电解水指标如氧化还原电位(ORP)、PH值、氢含量等差异较大。
实验证明：本发明由N个套筒式电极组构成的电极组件，一方面，可以根据待电解介质特点与相关装置需要，通过选择套筒式电极组外形尺寸形状，例如正方筒形、长方筒形、圆筒形等形状，以及改变阴阳电极间相对面积与间隙距离，适当选择N值，从而达到装置结构要求，或达到所需的对于介质的电解速度、强度及电解效率；另一方面，可以利用在套筒式电极组两个电极施加数值相同或不同而极性相反的电压，产生电流不对称或介质电解效果不对称的各种不同电解工艺过程，从而达到不同的电解技术指标要求。
表1 本发明电极组件与平板式电极组件对水介质电解的可比指标检测比较
电解电极类别 ORP(mv) 含氢量(ppb)
采用本发明电极组件 ‐989 1332
采用两极板等面积的平板电极组件 +277 0
在同样耗能条件下，采用本发明电极组件与两极板等面积的平板电极组件比较，显而易见可获得显著不同的高电解水指标与高电解效率。
表2 本发明的电流不对称与水介质电解效果不对称的对比检测数据
电极加电压类别 电解电流(A) ORP(mv) 含氢量(ppb) PH值
外套电极接电压正极 0.6 ‐989 1332 7.8
外套电极接电压负极 1.1 ‐132 126 6.8
实验还表明：电解电极材质形状会影响不对称特性与介质电解指标，显然，利用上述特性，可以达到电解介质的多种指标需求。
基本技术方案：每个套筒式电极组的两个电极之一为筒形外套电极；在筒形外套电极内套装一个外围尺寸小于筒形外套电极的内套电极，作为另一极性的电极；两个不同极性电极相对表面的面积不对称；两个不同极性电极相对表面之间留有电极间隙，间隙内可以放入介质；N为等于1或大于1的整数；当N大于1时，各个电极组的两个电极其中之一相连接成为一个集成电极、两个电极其中之二相连接作为另一个集成电极，两集成电极合成为由N个套筒式电极组构成的电极组件。
具体技术方案之一：所述电极组件，两个不同极性电极相对表面的面积不对称；当两个电极的间隙中的介质电导率大于零时，在两个电极施加数值相同而极性相反的电压，呈现出电流不对称的特性。
具体技术方案之二：所述电极组件，两个不同极性电极相对表面的面积不对称；当两个电极间隙中的介质电导率大于零时，在两个电极施加数值相同而极性相反的电压，呈现出介质电解效果不对称的特性。
附图说明
下面通过附图对本发明作进一步阐释。
附图1为实施例1由N个套筒式电极组构成的电极组件
具体实施方式
实施例1
图1为本发明由N个套筒式电极组构成的电极组件实施例1，图中4、5、6构成一个套筒式电极组，其中4为的筒形外套电极，6为在4内套装的内套电极，6外围尺寸小于4，4与6构成一个套筒式电极组的两个电极，5为4与6两个电极相对表面之间的间隙，如图所示5呈筒状，4与6电极相对表面的面积显然是不对称的，4相对表面的面积比6要大(指包含4与6的转角相对部分)，图1中画出了与4、5、6构成的套筒式电极组相似的另外2个套筒式电极组，可知图1中N＝3；1为电解电源，2、3为将1输出电压的两个端口分别接至电极4与6的导电线(或导电体)；从图1可见：2将含4在内的3个电极组的筒形外套电极连接至1输出电压端口之一，作为1个集合电极；3将含6在内的3个电极组的内套电极连接至1输出电压端口之二，作为另外1个集合电极；从而使得3个套筒式电极组构成了一套两个(集合)电极的电极组件。该电极组件工作过程如下：电极组件的3个筒形外套电极与3个内套电极构成的3个间隙(含间隙5在内)中放入需电解的介质，例如水介质；1输出电压由2、3分别接至电极组件的3个筒形外套电极(含电极4在内)与3个内套电极(含电极6在内)，电极组件3个套筒式电极组电极间隙中的介质被施加电压，流过电流，介质被电解；电解效果与电流强度、电极组件结构以及电流方向等因素有关。1-2个或大于3个套筒式电极组构成的电极组件结构与工作原理，与上述类似，可以根据需要灵活组合应用。
N个套筒式电极组构成的电极组件实施方式与组合方式并不限于上述实施例，总而言之，凡是采用本发明套筒式电极组或用其构成电极组件的技术方案均属于本发明保护范围。

Claims (3)

1.由N个套筒式电极组构成的电极组件，其特征为：每个套筒式电极组的两个电极之一为筒形外套电极；在筒形外套电极内套装一个外围尺寸小于筒形外套电极的内套电极，作为另一极性的电极；两个不同极性电极相对表面的面积不对称；两个不同极性电极相对表面之间留有电极间隙，间隙内可以放入介质；N为等于1或大于1的整数；当N大于1时，各个电极组的两个电极其中之一相连接成为一个集成电极、两个电极其中之二相连接作为另一个集成电极，两集成电极合成为由N个套筒式电极组构成的电极组件。
2.根据权利要求1所述的由N个套筒式电极组构成的电极组件，其特征为：所述电极组件，当两个电极的间隙中的介质电导率大于零时，在两个电极施加数值相同而极性相反的电压，呈现出电流不对称的特性。
3.根据权利要求1所述的由N个套筒式电极组构成的电极组件，其特征为：所述电极组件，当两个电极间隙中的介质电导率大于零时，在两个电极施加数值相同而极性相反的电压，呈现出介质电解效果不对称的特性。
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