CN216947236U - 电解槽组及制氢系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电解槽组及制氢系统，电解槽组包括：N个极板组，N≥2，每个极板组包括多个排列设置的极板；N+1个压板，N个极板组和N+1个压板交替设置；N个连接部，每个极板组两侧的两个压板均通过一个连接部连接；其中，一个极板组、极板组两侧的两个压板以及连接两个压板的连接部组成一个电解槽，N个极板组、N+1个压板和N个连接部共同组成多个串联的电解槽。采用该方案，通过分段夹紧、多压板支撑的串联连接方式，将多个电解槽首尾串联连接成一个电解槽组，降低了每个电解槽中的连接部、压板和极板组的规格和制造难度，节约了制造成本和电解槽组的安装空间，增加了电解槽的稳定性，使得电解槽长度不再受限制。

Description

电解槽组及制氢系统

技术领域

本实用新型涉及电解槽组技术领域，具体而言，涉及一种电解槽组及制氢系统。

背景技术

在各种制氢技术中，电解水制氢具有突出的优点，通过电化学水解手段低成本、高效率地制备氢气，是当前科研的热点和难点之一。

在现有的水电解制氢方式中，碱性水电解制氢技术具有成熟度高、单槽产量大、建设费用低、适合大规模工业化制氢等优点。

随着碱性水电解制氢的发展，制氢的规模在逐渐增加，电解槽也在向大型化发展。传统碱性水电解槽多为两端压板支撑、一套拉杆连接的形式，随着极板组中极板直径和数量的增加，拉杆的规格和长度增加，极板组和拉杆的制造难度也逐渐增大。电解槽槽体越长中间部分下坠的情况越明显，使得电解槽尺寸存在上限。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电解槽组及制氢系统，以解决现有技术中的电解槽尺寸存在上限的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种电解槽组，包括：N个极板组，N≥2，每个极板组包括多个排列设置的极板；N+1个压板，N个极板组和N+1个压板交替设置；N个连接部，每个极板组两侧的两个压板均通过一个连接部连接；其中，一个极板组、极板组两侧的两个压板以及连接两个压板的连接部组成一个电解槽，N个极板组、N+1个压板和N个连接部共同组成多个串联的电解槽。

进一步地，连接部包括拉杆，每个电解槽中的两个压板通过拉杆连接。

进一步地，相邻两个电解槽中的拉杆在电解槽的周向上错开。

进一步地，每个连接部均包括M个拉杆，M≥4，相邻两个电解槽中的2M个拉杆在电解槽的周向上交替设置。

进一步地，连接部中的M个拉杆平行设置，在电解槽的周向上，连接部中任意相邻两个拉杆之间的距离均相等。

进一步地，每个压板均具有连接孔，在每个电解槽中，拉杆两端各穿过两个压板中的一个连接孔。

进一步地，N+1个压板包括位于电解槽组两端的两个端压板和位于两个端压板之间的N-1 个中压板，端压板具有第一连接孔组或第二连接孔组，中压板具有第一连接孔组和第二连接孔组；在电解槽的周向上，第一连接孔组和第二连接孔组中的连接孔交替设置；相邻两个电解槽中，一个电解槽中的连接部和第一连接孔组配合，另一个电解槽中的连接部和第二连接孔组配合。

进一步地，连接部还包括紧固组件，拉杆的两端各和一套紧固组件连接，以夹紧两个压板及两个压板之间的极板组。

进一步地，在压板背离极板组的方向上，紧固组件依次包括绝缘圈、导向环、碟簧组、导向套和螺母。

进一步地，极板组两端的极板分别为第一端极板和第二端极板，第一端极板和第二端极板分别用于连接外接电源的正极和负极；极板组中部的一个极板为中间极板，中间极板的厚度大于其他极板的厚度，中间极板上具有进液口和出气口；极板组还包括进液管和出气管，进液管和进液口连接，出气管和出气口连接。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种制氢系统，所述制氢系统包括上述的电解槽组。

应用本实用新型的技术方案，提供了一种电解槽组，包括：N个极板组，N≥2，每个极板组包括多个排列设置的极板；N+1个压板，N个极板组和N+1个压板交替设置；N个连接部，每个极板组两侧的两个压板均通过一个连接部连接；其中，一个极板组、极板组两侧的两个压板以及连接两个压板的连接部组成一个电解槽，N个极板组、N+1个压板和N个连接部共同组成多个串联的电解槽。采用该方案，通过分段夹紧、多压板支撑的串联连接方式，将多个电解槽首尾串联连接成一个电解槽组，避免了现有技术中采用两端压板支撑、一套连接部连接的电解槽的连接部和极板的制造难度大，以及电解槽槽体过长导致槽体中间部分下坠明显的问题，实现了多个电解槽功能的集成化的同时实现了电解槽的大型化。这样设置，降低了每个电解槽中的连接部、压板和极板组的规格和制造难度，节约了制造成本以及电解槽组的安装空间，同时，采用分段夹紧和多压板支撑的紧固连接方式，增加了电解槽的稳定性，使得电解槽长度不受限制，使得多个采用较小直径极板的电解槽也能够通过串联实现电解槽组的大型化，解决了现有技术中小直径极板的电解槽不能实现大型化，存在运输超限的问题。进一步地，本方案相对于现有技术中多对一的并联电解槽组合方式，还减小了压板的数量，进一步降低了制造成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的实施例提供的电解槽组的结构示意图；

图2示出了图1的电解槽组的端压板的结构示意图；

图3示出了图1的电解槽组的中压板的结构示意图；

图4示出了图1的电解槽组的所选位置的放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、极板组；11、第一端极板；12、第二端极板；13、中间极板；21、连接孔；22、端压板；23、中压板；30、连接部；31、拉杆；32、紧固组件；321、绝缘圈；322、导向环；323、碟簧组；324、导向套；325、螺母。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图4所示，本实用新型的实施例提供了一种电解槽组，包括：N个极板组10，N ≥2，每个极板组10包括多个排列设置的极板；N+1个压板，N个极板组10和N+1个压板交替设置；N个连接部30，每个极板组10两侧的两个压板均通过一个连接部30连接；其中，一个极板组10、极板组10两侧的两个压板以及连接两个压板的连接部30组成一个电解槽，N个极板组10、N+1个压板和N个连接部30共同组成多个串联的电解槽。

在本实施例中，通过分段夹紧、多压板支撑的串联连接方式，将多个电解槽首尾串联连接成一个电解槽组，避免了现有技术中采用两端压板支撑、一套连接部连接的电解槽的连接部和极板的制造难度大，以及电解槽槽体过长导致槽体中间部分下坠明显的问题，实现了多个电解槽功能的集成化的同时实现了电解槽的大型化。这样设置，降低了每个电解槽中的连接部30、压板和极板组10的规格和制造难度，节约了制造成本以及电解槽组的安装空间，同时，采用分段夹紧和多压板支撑的紧固连接方式，增加了电解槽的稳定性，使得电解槽长度不受限制，使得多个采用较小直径极板的电解槽也能够通过串联实现电解槽组的大型化，解决了现有技术中小直径极板的电解槽不能实现大型化，存在运输超限的问题。进一步地，本方案相对于现有技术中多对一的并联电解槽组合方式，还减小了压板的数量，进一步降低了制造成本。

例如，图1中的电解槽组中的N＝2，即电解槽组包括2个极板组10，3个压板和2个连接部，3个压板和2个极板组10交替设置，每个极板组10两侧的2个压板均通过1个连接部 30连接，1个极板组10、极板组10两侧的2个压板以及连接2个压板的连接部30组成一个电解槽，这样共形成两个电解槽。当然，N的数量可根据需要设置，以形成需要数量的电解槽。

如图1所示，连接部30包括拉杆31，每个电解槽中的两个压板通过拉杆31连接。

在本实施例中，极板组10位于两个压板之间并由两个压板压紧，通过连接部30上的拉杆31，可以保证两个压板同轴设置，防止两个压板在压紧极板组10的过程中发生偏移的情况，保证电解槽组装的可靠性。

具体地，相邻两个电解槽中的拉杆31在电解槽的周向上错开。这样设置，避免相邻两个电解槽中的拉杆31的发生干涉。如图1所示，图1左端为前端，图1右端为后端，即防止前一个电解槽中的拉杆31凸出压板的后端和后一个电解槽中的拉杆31凸出同一个压板的前端干涉的情况，保证拉杆31紧固的可靠性。

如图1所示，每个连接部30均包括M个拉杆31，M≥4，相邻两个电解槽中的2M个拉杆31在电解槽的周向上交替设置。这样设置，通过M个拉杆31实现对电解槽中的两个压板的连接，提高了电解槽连接的稳定性和可靠性。

具体地，在本实施例中，每个连接部30均包括4个拉杆31，即每个电解槽内的2个压板均通过4个拉杆31连接。

可选地，一个连接部30内任意两个拉杆31之间的最大距离小于极板组10的径向尺寸，以对极板组10径向上的移动进行限制，防止极板组10在安装过程中脱出的情况。具体地，不一定非要通过拉杆31限制，只要极板组10装配对齐，极板组10夹紧后就不会脱落。

进一步地，连接部30中的M个拉杆31平行设置，在电解槽的周向上，连接部30中任意相邻两个拉杆31之间的距离均相等。这样设置，通过多个拉杆31对压板的安装进行限位，便于对压板安装位置的确定，提高压板安装后的稳定性，防止压板安装错误的情况，保证电解槽的可靠性。连接部30中任意相邻的两个拉杆31之间的距离均相等，保证M个拉杆31 能够全方位地、均匀地分布在压板的周向上并实现对两个压板的连接，提高连接的稳定性。

如图2和图3所示，每个压板均具有连接孔21，在每个电解槽中，拉杆31两端各穿过两个压板中的一个连接孔21。

在本实施例中，拉杆31的两端均具有外螺纹，在一个电解槽中，拉杆31的两端分别穿过两个压板中的一个连接孔21，拉杆31两端的外螺纹均穿过连接孔21设置。这样设置，便于连接孔21的加工和对拉杆31的安装，降低加工成本。具体地，一个电解槽的两端的压板夹紧后拉杆31处于张紧状态。

具体地，N+1个压板包括位于电解槽组两端的两个端压板22和位于两个端压板22之间的N-1个中压板23，端压板22具有第一连接孔组或第二连接孔组，中压板23具有第一连接孔组和第二连接孔组；在电解槽的周向上，第一连接孔组和第二连接孔组中的连接孔21交替设置；相邻两个电解槽中，一个电解槽中的连接部30和第一连接孔组配合，另一个电解槽中的连接部30和第二连接孔组配合。

在图1中，N＝2，3个压板包括位于电解槽组两端的两个端压板22和位于两个端压板22 之间的一个中压板23，一个端压板22上具有第一连接孔组，另一个端压板22上具有第二连接孔组，或一个端压板22上具有第二连接孔组，另一个端压板22上具有第一连接孔组，中压板23上具有连接孔21在周向上交替设置的第一连接孔组和第二连接孔组。这样设置，保证在安装拉杆31的过程中，相邻两电解槽的两套拉杆31均能够交替错开设置，防止相邻两电解槽的两套拉杆31出现干涉的情况，提高电解槽内拉杆31连接的稳定性的同时提高了电解槽组的可靠性。具体地，N为偶数的情况下，即N＝2、4、6等，两个端压板22和N-1个中压板23上第一连接孔组、第二连接孔组的设置方式如上所述。

具体地，当N为奇数的情况下，即N＝3、5、7等时，两个端压板22上均具有第一连接孔组，或两个端压板22上均具有第二连接孔组，中压板23上具有连接孔21在周向上交替设置的第一连接孔组和第二连接孔组。

或，在本实用新型未示出图的另一实施例中，所有压板上均具有连接孔21在周向上交替设置的第一连接孔组和第二连接孔组。或，一个端压板22上具有第一连接孔组或第二连接孔组，其余压板均具有连接孔21在周向上交替设置的第一连接孔组和第二连接孔组。这样设置，便于实现压板的大批量生产，提高生产效率。

如图1和图4所示，连接部30还包括紧固组件32，拉杆31的两端各和一套紧固组件32 连接，以夹紧两个压板及两个压板之间的极板组10。

在本实施例中，紧固组件32具有内螺纹，紧固组件32的内螺纹和拉杆31一端的外螺纹螺纹连接，通过拉杆31两端的两套紧固组件32和拉杆31的螺纹连接实现对一个电解槽内的两个压板的夹紧，进而实现对极板组10的夹紧，保证电解槽组的连接的可靠性和稳定性。

具体地，在压板背离极板组10的方向上，紧固组件32依次包括绝缘圈321、导向环322、碟簧组323、导向套324和螺母325。

在本实施例中，通过设置绝缘圈保证拉杆31和端压板22绝缘，保证电解槽组的安全性。通过设置导向环322和导向套324对碟簧组323的安装进行导向，使碟簧组323安装整齐，提高碟簧组323内碟簧的性能。螺母325具有内螺纹，螺母325的内螺纹和拉杆31的外螺纹螺纹连接，以实现对除螺母325以外的其他紧固组件的压紧以及一个电解槽内两个压板之间的压紧。

如图1所示，极板组10两端的极板分别为第一端极板11和第二端极板12，第一端极板 11和第二端极板12分别用于连接外接电源的正极和负极；极板组10中部的一个极板为中间极板13，中间极板13的厚度大于其他极板的厚度，中间极板13上具有进液口和出气口；极板组10还包括进液管和出气管，进液管和进液口连接，出气管和出气口连接。这样设置，实现了电解槽组内的每个电解槽均能够独立制氢，提高了制氢效率。

本实用新型未出示图的另一实施例提供了一种制氢系统，所述制氢系统包括上述的电解槽组。

在本实施例中，电解槽组通过分段夹紧、多压板支撑的串联连接方式，将多个电解槽首尾串联连接成一个电解槽组，实现了制氢系统的集成化的同时实现了电解槽的大型化。降低了每个电解槽中的连接部30、压板和极板组10的规格和制造难度，节约了制造成本以及电解槽组的安装空间，同时，采用分段夹紧和多压板支撑的紧固连接方式，增加了电解槽的稳定性，使得电解槽长度不受限制，使得多个采用较小直径极板的电解槽也能够通过串联实现电解槽组的大型化，提高了制氢系统的制氢效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电解槽组，其特征在于，包括：

N个极板组(10)，N≥2，每个所述极板组(10)包括多个排列设置的极板；

N+1个压板，N个所述极板组(10)和N+1个所述压板交替设置；

N个连接部(30)，每个所述极板组(10)两侧的两个所述压板均通过一个所述连接部(30)连接；

其中，一个所述极板组(10)、所述极板组(10)两侧的两个所述压板以及连接两个所述压板的连接部(30)组成一个电解槽，N个所述极板组(10)、N+1个所述压板和N个所述连接部(30)共同组成多个串联的所述电解槽。

2.根据权利要求1所述的电解槽组，其特征在于，所述连接部(30)包括拉杆(31)，每个所述电解槽中的两个所述压板通过所述拉杆(31)连接。

3.根据权利要求2所述的电解槽组，其特征在于，相邻两个所述电解槽中的拉杆(31)在所述电解槽的周向上错开。

4.根据权利要求3所述的电解槽组，其特征在于，每个所述连接部(30)均包括M个所述拉杆(31)，M≥4，相邻两个所述电解槽中的2M个所述拉杆(31)在所述电解槽的周向上交替设置。

5.根据权利要求4所述的电解槽组，其特征在于，所述连接部(30)中的M个所述拉杆(31)平行设置，在所述电解槽的周向上，所述连接部(30)中任意相邻两个所述拉杆(31)之间的距离均相等。

6.根据权利要求2所述的电解槽组，其特征在于，每个所述压板均具有连接孔(21)，在每个所述电解槽中，所述拉杆(31)两端各穿过两个所述压板中的一个所述连接孔(21)。

7.根据权利要求6所述的电解槽组，其特征在于，N+1个所述压板包括位于所述电解槽组两端的两个端压板(22)和位于两个所述端压板(22)之间的N-1个中压板(23)，所述端压板(22)具有第一连接孔组或第二连接孔组，所述中压板(23)具有所述第一连接孔组和所述第二连接孔组；在所述电解槽的周向上，所述第一连接孔组和所述第二连接孔组中的连接孔(21)交替设置；相邻两个所述电解槽中，一个所述电解槽中的连接部(30)和所述第一连接孔组配合，另一个所述电解槽中的连接部(30)和所述第二连接孔组配合。

8.根据权利要求2所述的电解槽组，其特征在于，所述连接部(30)还包括紧固组件(32)，所述拉杆(31)的两端各和一套所述紧固组件(32)连接，以夹紧两个所述压板及两个所述压板之间的所述极板组(10)。

9.根据权利要求8所述的电解槽组，其特征在于，在所述压板背离所述极板组(10)的方向上，所述紧固组件(32)依次包括绝缘圈(321)、导向环(322)、碟簧组(323)、导向套(324)和螺母(325)。

10.根据权利要求1所述的电解槽组，其特征在于，所述极板组(10)两端的极板分别为第一端极板(11)和第二端极板(12)，所述第一端极板(11)和所述第二端极板(12)分别用于连接外接电源的正极和负极；所述极板组(10)中部的一个极板为中间极板(13)，所述中间极板(13)的厚度大于其他所述极板的厚度，所述中间极板(13)上具有进液口和出气口；所述极板组(10)还包括进液管和出气管，所述进液管和所述进液口连接，所述出气管和所述出气口连接。

11.一种制氢系统，其特征在于，所述制氢系统包括权利要求1至10中任意一项所述的电解槽组。

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