CN115637446B - 一种绿氢制备用高效低成本水电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水电解槽技术领域，具体是一种绿氢制备用高效低成本水电解槽，包括电解机台，以及设置于电解机台上的电解机箱；所述电解机箱上设置有箱罩体，箱罩体与电解机箱之间设置有气流腔，所述气流腔的顶部设置有抽气机件；所述电解机箱内置有导热辊，以及安装于导热辊外围的热交换架，电解机箱的侧沿还设置有冷却箱，所述冷却箱内置有吸热组件，所述吸热组件设置于导热辊的输出端，电解机箱的底部还设置有媒介液循环箱，所述媒介液循环箱通过循环管路分别与导热辊的输入端、冷却箱的输出端相连接。

Description

一种绿氢制备用高效低成本水电解槽

技术领域

本发明涉及水电解槽技术领域，具体是一种绿氢制备用高效低成本水电解槽。

背景技术

在水电解制氢过程中，电解槽会产生大量的热量从而影响制氢效率及电解槽的电化学稳定性及使用寿命，此类结构由于过于简易，并且铝材料槽体并未做优化散热设计，自身散热能力并不强，因此就需要在外围另外再重新设计散热装置进行辅助散热。

中国专利(授权公告号：CN208430241U)公布了一种水电解槽用降温设备，设置有散热片，电解槽放热产生的高温气体进行冷却，并且在散热片后面设置有风机，不停地产生风，给散热片进行降温。但是该专利本身存在一定的缺陷，电解槽本身还是会产生大量的热量，这些热量不能够及时进行散热处理，对电解槽的电化学稳定性还是会存在较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿氢制备用高效低成本水电解槽，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种绿氢制备用高效低成本水电解槽，包括电解机台，以及设置于电解机台上的电解机箱；

所述电解机箱上设置有箱罩体，箱罩体与电解机箱之间设置有气流腔，所述气流腔的顶部设置有抽气机件；

所述电解机箱内置有导热辊，以及安装于导热辊外围的热交换架，电解机箱的侧沿还设置有冷却箱，所述冷却箱内置有吸热组件，所述吸热组件设置于导热辊的输出端，电解机箱的底部还设置有媒介液循环箱，所述媒介液循环箱通过循环管路分别与导热辊的输入端、冷却箱的输出端相连接。

作为本发明进一步的方案：所述抽气机件包括安装于箱罩体内壁顶部的顶基板、安装于顶基板上的吸气盘，以及设置于吸气盘盘面的若干吸气口，所述吸气盘的顶部设置有导气机筒，所述导气机筒外接有气流管道。

作为本发明进一步的方案：所述导热辊的主体为媒介液主管，所述媒介液主管通过定位轴承安装于电解机箱内，所述热交换架包括若干导热架框，所述导热架框以媒介液主管为轴线呈螺旋式走向排布，所述媒介液主管上设置有支撑杆，导热架框的两端分别安装于支撑杆上，所述媒介液主管上还设置有交叉连接栓，所述导热架框通过交叉连接栓呈交错时连接。

作为本发明进一步的方案：所述媒介液主管上设置有若干出液口，所述出液口外接有若干媒介液支管，所述媒介液支管分别连接固定于相应的导热架框上。

作为本发明进一步的方案：所述循环管路的管道输出端设置有出料周转泵，所述出料周转泵的输出端通过输料管与媒介液主管相连接。

作为本发明进一步的方案：所述冷却箱内设置有引流斗，所述吸热组件安装于引流斗的斗口处，所述媒介液主管的输出端外接有出液管，所述出液管外接有扩散罩，所述扩散罩盖合引流斗的斗口处，引流斗的输出端设置有输出管，所述输出管通过导出泵与循环管路相对接。

作为本发明再进一步的方案：所述吸热组件包括设置于引流斗的斗口处的螺旋罩斗，所述螺旋罩斗内设置有输液区间，所述吸热组件还包括有热交换管路，所述热交换管路之间设置有若干交错支管，所述热交换管路通过外循环管道连接有冷液箱，所述冷液箱外接有抽真空器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明致力于降低电解机箱槽体内的高温问题，电解机箱内置有导热辊，导热辊内通入媒介溶液，导热辊外围设置热交换架，将电解机箱槽体内高温导入于导热辊区域，利于高比热容溶液吸收电解机箱槽体内的热能，导热辊内的媒介溶液再输入至冷却箱中，冷却箱内置有吸热组件，从而对媒介溶液再进行降温处理，从而输入至循环管路中；并且形成循环式通路结构，从而持续对电解机箱槽体内进行散热处理，有效保护电解槽，维持电解槽的电化学稳定性。

本发明整体作业方便，简单实用，无需采用风扇电机等相关复杂的作业结构，可以快速并且高效的对水电解槽进行散热处理，设备成本较低，符合生产加工的需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，以示出符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。同时，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

图1为本发明实施例提供的绿氢制备用高效低成本水电解槽的整体结构示意图。

图2为本发明实施例提供的电解机箱的结构示意图。

图3为本发明图1中A区域的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的导热辊以及热交换架的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的冷却箱的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的吸热组件的结构示意图。

图中：11、电解机台；12、电解机箱；13、箱罩体；14、气流腔；15、抽气机件；21、导热辊；22、热交换架；23、冷却箱；24、吸热组件；25、循环管路；26、媒介液循环箱；31、顶基板；32、吸气盘；33、吸气口；34、导气机筒；41、媒介液主管；42、导热架框；43、交叉连接栓；44、支撑杆；45、出液口；46、媒介液支管；47、定位轴承；51、出料周转泵；52、输料管；61、出液管；62、扩散罩；64、引流斗；65、输出管；66、导出泵；71、冷液箱；72、抽真空器；73、外循环管道；74、热交换管路；75、交错支管；81、螺旋罩斗；82、输液区间。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或同种要素。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

在一个实施例中；

请参阅图1和图2，提供了一种绿氢制备用高效低成本水电解槽，包括电解机台11，以及设置于电解机台11上的电解机箱12；

所述电解机箱12上设置有箱罩体13，箱罩体13与电解机箱12之间设置有气流腔14，所述气流腔14的顶部设置有抽气机件15；

所述电解机箱12内置有导热辊21，以及安装于导热辊21外围的热交换架22，电解机箱12的侧沿还设置有冷却箱23，所述冷却箱23内置有吸热组件24，所述吸热组件24设置于导热辊21的输出端，电解机箱12的底部还设置有媒介液循环箱26，所述媒介液循环箱26通过循环管路25分别与导热辊21的输入端、冷却箱23的输出端相连接。

本实施例用于绿氢制备的水电解作业，电解机箱12为水电解的作业槽体，电解机箱12上设置有箱罩体13，水电解产生的气体聚集于气流腔14中，通过抽气机件15及时排出气体，一方面能够导出气体，便于后续工序提取绿氢气体，另一方面将高温气体排出，能够减小电解机箱12与箱罩体13内的温度。

本实施例致力于降低电解机箱12槽体内的高温问题，电解机箱12内置有导热辊21，导热辊21内通入媒介溶液，媒介溶液需要采用具备高比热容特性的溶液；导热辊21外围设置热交换架22，将电解机箱12槽体内高温导入于导热辊21区域，利于高比热容溶液吸收电解机箱12槽体内的热能，导热辊21内的媒介溶液再输入至冷却箱23中，冷却箱23内置有吸热组件24，从而对媒介溶液再进行降温处理，从而输入至循环管路25中；媒介液循环箱26以及循环管路25设置于电解机箱12外围，从而与导热辊21形成循环式通路结构，从而持续对电解机箱12槽体内进行散热处理，有效保护电解槽，维持电解槽的电化学稳定性。

在一个实施例中；

基于上述实施例，对于抽气的作业实施结构，请参阅图3，本实施例具体设计如下：

所述抽气机件15包括安装于箱罩体13内壁顶部的顶基板31、安装于顶基板31上的吸气盘32，以及设置于吸气盘32盘面的若干吸气口33，所述吸气盘32的顶部设置有导气机筒34，所述导气机筒34外接有气流管道。

本实施例设计箱罩体13的顶板上设置有吸气盘32，吸气盘32的盘面上呈环形设置有若干吸气口33，气流从吸气口33中吸入并且导入至导气机筒34，导气机筒34外接有气流输出管道，从而将制备的气流输出，并且随着气流的输出排出气流所携带的热量。

在一个实施例中；

基于上述实施例，对于电解机箱12槽体内的散热实施结构，请参阅图4，本实施例具体设计如下：

所述导热辊21的主体为媒介液主管41，所述媒介液主管41通过定位轴承47安装于电解机箱12内，所述热交换架22包括若干导热架框42，所述导热架框42以媒介液主管41为轴线呈螺旋式走向排布，所述媒介液主管41上设置有支撑杆44，导热架框42的两端分别安装于支撑杆44上，所述媒介液主管41上还设置有交叉连接栓43，所述导热架框42通过交叉连接栓43呈交错时连接。所述媒介液主管41上设置有若干出液口45，所述出液口45外接有若干媒介液支管46，所述媒介液支管46分别连接固定于相应的导热架框42上。

所述循环管路25的管道输出端设置有出料周转泵51，所述出料周转泵51的输出端通过输料管52与媒介液主管41相连接。

媒介溶液从循环管路25中，通过出料周转泵51输入至媒介液主管41的内腔，并且经过媒介液主管41分流至相应的各个媒介液支管46中，故而形成主流到支流扩散式结构，同时导热架框42设置于媒介液主管41的外围，作为一个示例，本实施例中，设计有两道导热架框42，以媒介液主管41为轴线呈螺旋式排布，并且在贴合固定于媒介液支管46上，导热架框42起到导热的效果，有效扩大了热交换的面积和密度，提高导热的效果，也使得对整个电解机箱12槽体内的散热导热效果更加均匀。

在一个实施例中；

基于上述实施例，对于媒介溶液的冷却作业方式，请参阅图5和图6，本实施例具体设计如下：

所述冷却箱23内设置有引流斗64，所述吸热组件24安装于引流斗64的斗口处，所述媒介液主管41的输出端外接有出液管61，所述出液管61外接有扩散罩62，所述扩散罩62盖合引流斗64的斗口处，引流斗64的输出端设置有输出管65，所述输出管65通过导出泵66与循环管路25相对接。媒介液主管41内腔的媒介溶液通过出液管61输入至扩散罩62内，扩散水流的空间，从而降低水流的流速，继而也便于吸热组件24对媒介溶液进行降温处理，降温后的媒介溶液再于引流斗64的都底位置聚集，从而再输入至循环管路25中，形成循环通路。

所述吸热组件24包括设置于引流斗64的斗口处的螺旋罩斗81，所述螺旋罩斗81内设置有输液区间82，所述吸热组件24还包括有热交换管路74，所述热交换管路74之间设置有若干交错支管75，所述热交换管路74通过外循环管道73连接有冷液箱71，所述冷液箱71外接有抽真空器72。

对于吸热的具体实施方式，本实施例作如下设计，冷液箱71内腔装载有冷却液，冷却液输入至热交换管路74和交错支管75中，吸热后的媒介溶液输入至螺旋罩斗81中，在螺旋罩斗81内形成螺旋式运动趋势，从而扩大运动路径、增加滞留时间，并且在螺旋运动趋势下能够提高媒介溶液与热交换管路74、交错支管75的接触程度。

冷液箱71外接抽真空器72，对冷液箱71作抽真空处理，从而使得冷液箱71以及与冷液箱71相连通的热交换管路74、交错支管75的内环境存在低压趋势，而进而使得热交换管路74、交错支管75内的冷却液存在汽化趋势，而与媒介溶液接触，正好提供了冷却液汽化所需要的能量，热交换管路74、交错支管75内的冷却液汽化时吸收大量的热能，从而快速并且有效的降低媒介溶液的温度。冷液箱71可外接冷却液输出管道，输出吸热后的冷却液，再补给新的冷却液；吸热后的冷却液可用于对其他相关工站补充热能，达到热量利用的效果。

本发明整体作业方便，简单实用，无需采用风扇电机等相关复杂的作业结构，可以快速并且高效的对水电解槽进行散热处理，设备成本较低，符合生产加工的需求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种绿氢制备用高效低成本水电解槽，包括电解机台，以及设置于电解机台上的电解机箱；其特征在于，

所述电解机箱上设置有箱罩体，箱罩体与电解机箱之间设置有气流腔，所述气流腔的顶部设置有抽气机件；

所述电解机箱内置有导热辊，以及安装于导热辊外围的热交换架，电解机箱的侧沿还设置有冷却箱，所述冷却箱内置有吸热组件，所述吸热组件设置于导热辊的输出端，电解机箱的底部还设置有媒介液循环箱，所述媒介液循环箱通过循环管路分别与导热辊的输入端、冷却箱的输出端相连接；

所述导热辊的主体为媒介液主管，所述媒介液主管通过定位轴承安装于电解机箱内，所述热交换架包括若干导热架框，所述导热架框以媒介液主管为轴线呈螺旋式走向排布，所述媒介液主管上设置有支撑杆，导热架框的两端分别安装于支撑杆上，所述媒介液主管上还设置有交叉连接栓，所述导热架框通过交叉连接栓呈交错时连接；

所述媒介液主管上设置有若干出液口，所述出液口外接有若干媒介液支管，所述媒介液支管分别连接固定于相应的导热架框上；

所述循环管路的管道输出端设置有出料周转泵，所述出料周转泵的输出端通过输料管与媒介液主管相连接；

所述冷却箱内设置有引流斗，所述吸热组件安装于引流斗的斗口处，所述媒介液主管的输出端外接有出液管，所述出液管外接有扩散罩，所述扩散罩盖合引流斗的斗口处，引流斗的输出端设置有输出管，所述输出管通过导出泵与循环管路相对接；

所述吸热组件包括设置于引流斗的斗口处的螺旋罩斗，所述螺旋罩斗内设置有输液区间，所述吸热组件还包括有热交换管路，所述热交换管路之间设置有若干交错支管，所述热交换管路通过外循环管道连接有冷液箱，所述冷液箱外接有抽真空器。

2.根据权利要求1所述的绿氢制备用高效低成本水电解槽，其特征在于，所述抽气机件包括安装于箱罩体内壁顶部的顶基板、安装于顶基板上的吸气盘，以及设置于吸气盘盘面的若干吸气口，所述吸气盘的顶部设置有导气机筒，所述导气机筒外接有气流管道。