CN219991753U - 制氢电解槽装置和制氢生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电解设备技术领域，具体涉及制氢电解槽装置和制氢生产设备。制氢电解槽装置包括：阴极端板；阳极端板，在第一方向上与阴极端板相对设置；多个单元槽，设于阴极端板与阳极端板之间，并沿第一方向依次设置，每个单元槽上设有第一连接组件，且任意相邻的两个单元槽通过第一连接组件可拆卸连接；压紧组件，沿第一方向穿设于阴极端板、多个单元槽和阳极端板上，且压紧组件适于使阴极端板、多个单元槽和阳极端板依次压紧。通过本实用新型的技术方案，使得单元槽之间的有效紧固，并使得两个端板与单元槽之间贴合压紧，密封性更优，并大幅提升了整体运行压力，有利于加快排气速率和后续分离纯化作业，整体制氢生产效率较高。

Description

制氢电解槽装置和制氢生产设备

技术领域

本实用新型属于电解设备技术领域，具体涉及制氢电解槽装置和制氢生产设备。

背景技术

随着社会经济的快速发展，能源与环保问题日益凸显，发展绿色能源也逐渐成为当今社会的共识。其中，氢能具有储量丰富、绿色环保等优势，因而具有较好的发展前景，可以作为化石能源的主要替代能源之一。碱水制氢是目前较为常见的制氢技术之一，通过电解槽将碱水电解产生氢气和氧气，进而进行分离纯化获取氢气。

然而，现有的碱水制氢工艺中常见的电解槽存在一定的缺陷，例如单元槽之间仅靠堆叠在一起，难以形成有效连接和紧固，需要额外设置挤压装置，整体结构较为复杂，设备成本较高，且密封性差，难以有效提升运行压力，从而减缓了气体排出速率，且不利于后续氢气的分离纯化作业，影响了整体制氢生产效率。

实用新型内容

有鉴于此，为改善现有技术中所存在的上述问题中的至少一个，本实用新型提供了制氢电解槽装置和制氢生产设备。

本实用新型的第一方面技术方案提供了一种制氢电解槽装置，包括：阴极端板；阳极端板，在第一方向上与阴极端板相对设置；多个单元槽，设于阴极端板与阳极端板之间，并沿第一方向依次设置，每个单元槽上设有第一连接组件，且任意相邻的两个单元槽通过第一连接组件可拆卸连接；压紧组件，沿第一方向穿设于阴极端板、多个单元槽和阳极端板上，且压紧组件适于使阴极端板、多个单元槽和阳极端板依次压紧。

在一种可行的实现方式中，第一连接组件包括第一连接结构和第二连接结构，且任意相邻的两个单元槽的第一连接结构和第二连接结构的位置相反且交错设置，并通过连接件形成可拆卸连接。

在一种可行的实现方式中，第一连接结构包括第一螺纹孔，设于单元槽的边框上：第二连接结构包括沉头通孔，设于单元槽的边框上，其中，在同一个单元槽中，第一螺纹孔与前方相邻的一个单元槽的沉头通孔对位配合，沉头通孔与后方相邻的一个单元槽的第一螺纹孔对位配合；连接件包括第一连接螺栓，设于对位配合的沉头通孔和第一螺纹孔中并形成螺纹连接，且第一连接螺栓的螺帽位于对应的沉头通孔中。

在一种可行的实现方式中，第一连接结构包括第一吊耳，设于单元槽的边框外侧，并向第一方向的前侧延伸，且第一吊耳上设有第二螺纹孔；第二连接结构包括第二吊耳，设于单元槽的边框外侧，并向第一方向的后侧延伸，第二吊耳上设有第三螺纹孔，其中，在同一个单元槽中，第二螺纹孔与前方相邻的单元槽的第三螺纹孔对位配合，第三螺纹孔与后方相邻的单元槽的第二螺纹孔对位配合；连接件包括第二连接螺栓，穿设于对位配合的第二螺纹孔和第三螺纹孔中并形成螺纹连接。

在一种可行的实现方式中，阴极端板、阳极端板以及单元槽上均设有同轴设置的导向孔；压紧组件包括：紧固拉杆，穿设于导向孔中，并依次贯穿阴极端板、阳极端板和多个单元槽，紧固拉杆的一端设有螺纹配合的外螺纹结构和紧固螺母，紧固拉杆的另一端设有限位结构或外螺纹结构和紧固螺母；其中，限位结构适于与阴极端板或阳极端板抵接限位，紧固螺母适于旋紧以使阴极端板、阳极端板以及多个单元槽压紧。

在一种可行的实现方式中，压紧组件还包括：多个弹性件，套设于紧固拉杆上靠近两端的位置，其中一部分弹性件位于阴极端板与对应的紧固螺母或限位结构之间，另一部分弹性件位于阳极端板与对应的紧固螺母或限位结构之间。

在一种可行的实现方式中，单元槽包括：极框结构，极框结构设有贯通的安装槽，第一连接组件设于极框结构的边框上；阳极盘组件，设于极框结构在第一方向上的前侧，并与安装槽的前侧面贴合，阳极盘组件的底部设有阳极进液口，阳极盘组件的侧端设有阳极出液口；阳极网，设于阳极盘组件的前侧面上；隔膜，设于阳极网的前侧面上，且隔膜的周向边缘处设有阳极密封结构，以对阳极盘组件进行密封；阴极盘组件，设于极框结构在第一方向上的后侧，并与安装槽的后侧面贴合，阴极盘组件的底部设有阴极进液口，阴极盘组件上与阳极出液口相对的另一侧设有阴极出液口；弹性网，设于阴极盘组件的后侧面上；阴极网，设于弹性网的后侧面上，且阴极网的周向边缘设有阴极密封结构，以对阴极盘组件进行密封。

在一种可行的实现方式中，制氢电解槽装置还包括供液组件，供液组件包括：供液主管路，与多个单元槽的底部对应设置，供液主管路适于供应碱液；多个供液歧管，接入至供液主管路中，且分别与多个单元槽的阳极进液口和阴极进液口连接。

在一种可行的实现方式中，制氢电解槽装置还包括排气组件，排气组件包括：多个阴极排气歧管，设于单元槽设有阴极出液口的一侧，并分别与多个单元槽的阴极出液口相连接；阴极气液分离机构，与多个阴极排气歧管相连接；多个阳极排气歧管，设于单元槽设有阳极出液口的一侧，并分别与多个单元槽的阳极出液口相连接；阳极气液分离机构，与多个阳极排气歧管相连接。

本实用新型第二方面的技术方案中提供了一种制氢生产设备，包括：上述第一方面任一项的制氢电解槽装置。

本实用新型上述技术方案中的有益效果体现在：

对电解槽的结构进行了改进和优化，使得单元槽之间通过第一连接组件形成有效连接和紧固，进而通过压紧组件使得两个端板以及单元槽能够依次贴合压紧，同时保证了单元槽之间的密封性，从而能够大幅提升整体的运行压力，有利于加速气体排出速率，且气体压力较高有利于后续分离纯化作业，能够提高整体制氢生产效率，而且无需额外设置挤压装置，有利于降低设备成本。

附图说明

图1所示为本实用新型一个实施例提供的一种制氢电解槽装置的示意图(其中部分单元槽未示出)。

图2所示为本实用新型一个实施例提供的一种制氢电解槽装置的多个单元槽的示意图。

图3所示为本实用新型一个实施例提供的一种第一连接组件的连接状态示意图(单元槽剖切状态)。

图4所示为图3中的第一连接组件的侧向示意图(单元槽剖切状态)。

图5所示为本实用新型一个实施例提供的另一种第一连接组件的连接状态示意图。

图6所示为具有图5中的多个单元槽中的第一连接组件的位置示意图(第一连接组件未连接的状态)。

图7所示为图5中的第一连接组件的一种实现方式的剖视图。

图8所示为图5中的第一连接组件的另一种实现方式的剖视图。

图9所示为本实用新型一个实施例提供的一种单元槽的分解状态的示意图。

图10所示为本实用新型一个实施例提供的一种制氢电解槽装置的示意图(其中部分单元槽未示出)。

图11所示为本实用新型一个实施例提供的一种制氢电解槽装置的侧向视图(部分结构未示出)。

图12所示为本实用新型一个实施例提供的一种制氢电解槽装置的俯视图(部分结构未示出)。

图13所示为本实用新型一个实施例提供的一种制氢生产设备的示意框图。

具体实施方式

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

申请概述

随着社会经济的快速发展，能源与环保问题日益凸显，发展绿色能源也逐渐成为当今社会的共识。其中，氢能具有储量丰富、绿色环保等优势，因而具有较好的发展前景，可以作为化石能源的主要替代能源之一。

目前，碱水制氢是较为常见的制氢技术之一，主要是通过电解槽将碱水电解产生氢气和氧气，进而进行分离纯化获取氢气。其中，电解槽的运行压力对于气体排出速率以及分离纯化具有较大影响，直接影响到整体制氢生产效率。然而，在现有碱水制氢工艺中，电解槽存在一定的结构缺陷，单元槽之间简单堆叠在一起难以形成有效连接和紧固，需要额外设置挤压装置，导致整体结构较为复杂，设备成本较高，且密封性差，难以有效提升运行压力，从而减缓了气体排出速率，且不利于后续氢气的分离纯化作业，影响了整体制氢生产效率。

以下提供了本实用新型的技术方案中的制氢电解槽装置和制氢生产设备的一些实施例。

在本实用新型第一方面的一个实施例中提供了一种制氢电解槽装置100，如图1和图2所示，包括阴极端板1、阳极端板2、多个单元槽3以及压紧组件4。阴极端板1和阳极端板2在第一方向上相对设置；多个单元槽3设置在阴极端板1与阳极端板2之间，且多个单元槽3在第一方向上依次设置，每个单元槽3上均设有第一连接组件31，任意相邻的两个单元槽3之间通过第一连接组件31形成可拆卸连接，以对单元槽3进行紧固连接。压紧组件4沿第一方向穿设于阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2上，并能够使阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2依次压紧，实现紧密贴合。其中，第一方向包括但不限于水平方向。

需要说明的是，在实际应用中，单元槽3的形状可以根据具体生产需要进行设计，例如可以采用如图1中示出的矩形板状结构，从而使得制氢电解槽装置100整体形成方形电解槽结构。单元槽3、第一连接组件31以及压紧组件4的具体数量可以根据使用需求设置，第一连接组件31以及压紧组件4的设置位置不限于图1中示出的单元槽3的边框上的上、下、左、右的位置，例如也可以仅在单元槽3的边框的上部和下部位置设置，或者仅在单元槽3的边框的左侧和右侧位置设置，当然还可以选择其他的设置位置，在此不再赘述。

本实施例中的制氢电解槽装置100，能够使得单元槽3之间通过第一连接组件31形成有效连接和紧固，进而通过压紧组件4使得两个端板以及单元槽3能够依次贴合压紧，保证了单元槽3之间的密封性，同时能够大幅提升整体的运行压力，有利于加速气体排出速率，且气体压力较高有利于后续分离纯化作业，能够提高整体制氢生产效率，而且无需额外设置挤压装置，有利于降低设备成本。

在本实用新型进一步的实施例中，如图1所示，第一连接组件31包括第一连接结构311和第二连接结构312。在多个单元槽3中，任意相邻的两个单元槽3中的第一连接结构311和第二连接结构312的位置相反且交错设置，其中一个单元槽3的第一连接结构311与另一个单元槽3的第二连接结构312相互配合，并通过连接件313形成可拆卸连接，从而对相邻的单元槽3进行紧固；多个单元槽3依次连接，并形成紧密贴合。

举例而言，多个单元槽3可以根据第一连接结构311和第二连接结构312的位置不同分为第一单元槽和第二单元槽，在第一方向上，第一单元槽和第二单元槽交错设置，且第一单元槽中的第一连接结构311和第二连接结构312与相邻的第二单元槽中的第一连接结构311和第二连接结构312位置相反且交错设置。第一单元槽中的第一连接结构311与相邻的一个第二单元槽中的第二连接结构312对位配合，并通过连接件313连接；第一单元槽中的第二连接结构312与相邻的另一个第二单元槽中的第一连接结构311对位配合，并通过连接件313连接。通过上述方式以可以使得多个单元槽3依次连接紧固，同时可以减少连接结构的种类和数量，有利于简化加工。

需要说明的是，第一连接结构311和第二连接结构312具体可以采用孔或其他结构形式，连接件313具体可以采用螺栓。

进一步地，在一种实现方式中，如图3和图4所示，第一连接结构311具体包括第一螺纹孔3111，第二连接结构312具体包括沉头通孔3121，连接件313具体包括第一连接螺栓3131。第一螺纹孔3111和沉头通孔3121均设置在单元槽3的边框上，如图3和图4中的示例，在第一方向上，位于前侧的单元槽3上的沉头通孔3121与后侧相邻的单元槽3上的第一螺纹孔3111对位配合，第一连接螺栓3131由前向后依次伸入沉头通孔3121和第一螺纹孔3111中，并与第一螺纹孔3111形成螺纹配合，实现两个单元槽3之间的连接；同时，第一连接螺栓3131的螺母完全伸入沉头通孔3121中，不会占用单元槽3的边框表面空间，以便于相邻的单元槽3之间的紧密贴合。

需要说明的是，第一螺纹孔3111不限于图4中示出的螺纹通孔，也可以采用螺纹盲孔；沉头通孔3121不限于图4中的光孔，也可以采用螺纹孔，而且沉头通孔3121的头部结构朝向第一方向的前侧，以与第一连接螺纹相配合。

进一步地，在另一种实现方式中，如图5和图6所示，第一连接结构311包括第一吊耳3112，第二连接结构312包括第二吊耳3122，连接件313包括第二连接螺栓3132。第一吊耳3112和第二吊耳3122均设置在单元槽3的边框外侧，第一吊耳3112向第一方向的前侧延伸，第二吊耳3122向第一方向的后侧延伸；第一吊耳3112上设有第二螺纹孔3113，第二吊耳3122上设有第三螺纹孔3123。任意相邻的两个单元槽3中的第一吊耳3112和第二吊耳3122的位置相反且交错设置；第一吊耳3112与前侧相邻的单元槽3上对应的第二吊耳3122交叠设置，对应的第二螺纹孔3113与第三螺纹孔3123对位配合，第二连接螺栓3132穿入对位配合的第二螺纹孔3113和第三螺纹孔3123中形成螺纹连接，实现与前侧相邻的单元槽3之间的连接；第二吊耳3122与后侧相邻的单元槽3上对应的第一吊耳3112交叠设置，且对应的第三螺纹孔3123与第二螺纹孔3113对位配合，第二连接螺栓3132穿入对位配合的第二螺纹孔3113和第三螺纹孔3123中形成螺纹连接，实现与后侧相邻的单元槽3之间的连接。由于第一吊耳3112和第二吊耳3122均位于单元槽3的边框的外侧，不会占用单元槽3在第一方向的前侧和后侧的空间，便于相邻的单元槽3之间形成紧密贴合。

其中，在单元槽3的侧向方向上，相互配合的第一吊耳3112和第二吊耳3122中，可以根据具体使用需要设置第一吊耳3112位于第二吊耳3122的外侧，也可以设置第二吊耳3122位于第一吊耳3112的外侧。如图7和图8中的示例，第一吊耳3112位于第二吊耳3122的外侧，即第二螺纹孔3113位于第三螺纹孔3123的外侧，第二连接螺栓3132由外向内依次伸入第二螺纹孔3113和第三螺纹孔3123中并形成螺纹连接；具体地，第二螺纹孔3113为通孔，第三螺纹孔3123可以采用如图7中示出的通孔，也可以采用如图8中示出的盲孔。

在本实用新型进一步的实施例中，如图9和图10所示，阴极端板1、阳极端板2以及单元槽3上均设有同轴设置的导向孔315，以便于装配压紧组件4。相应地，压紧组件4包括紧固拉杆41和紧固螺母42。紧固拉杆41依次穿设于阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2上的导向孔315，两端向外伸出；紧固拉杆41可以是两端均设有外螺纹结构并通过紧固螺母42螺纹连接，也可以是一端设有外螺纹结构并通过紧固螺母42螺纹连接，另一端设有限位结构以与阴极端板1或阳极端板2抵接限位。装配状态下，可以通过旋紧紧固螺母42以使阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2依次紧密贴合并压紧。其中，限位结构可以采用限位挡板或端板、螺帽等结构形式；当紧固拉杆41的两端均设有紧固螺母42时，可以从两端进行压紧。

进一步地，如图10所示，压紧组件4还包括多个弹性件43，弹性件43套设于紧固拉杆41上靠近两端的位置。具体地，当紧固拉杆41的两端均设有外螺纹结构和紧固螺母42时，如图10中的示例，在紧固拉杆41上位于阴极端板1与对应的紧固螺母42之间的位置以及阳极端板2与对应的紧固螺母42之间的位置均套设有弹性件43。当紧固拉杆41的一端设有限位结构另一端设有外螺纹结构和紧固螺母42时，在紧固拉杆41上位于限位结构与对应的一个端板之间以及另一个端板与对应的紧固螺母42之间均套设有弹性件43，例如限位结构位于阴极端板1一端，则在限位结构与阴极端板1之间的紧固拉杆41上套设弹性件43，并在阳极端板2与紧固螺母42之间的紧固拉杆41上也套设有弹性件43；反之亦然，不再赘述。其中，弹性件43具体可以采用碟簧，多个碟簧堆叠套设于紧固拉杆41上，可以根据具体情况设置不同数量的碟簧。

在本实用新型进一步的实施例中，如图9所示，单元槽3包括极框结构32、阳极盘组件33、阳极网34、隔膜35、阳极密封结构333、阴极盘组件36、弹性网37、阴极网38以及隔膜35。极框结构32设有贯通的安装槽321，且在极框结构32的边框上设有第一连接组件31。

在第一方向上，阳极盘组件33、阳极网34、隔膜35依次设于极框结构32的前侧，阳极盘组件33与安装槽321的前侧面贴合，阳极网34设于阳极盘组件33的前侧面上，隔膜35设于阳极网34的前侧面上，且在隔膜35的周向边缘处设有阳极密封结构333，通过阳极密封结构333对阳极盘组件33进行密封。其中，阳极盘组件33的底部设有阳极进液口331，适于碱液流入阳极盘组件33内；阳极盘组件33的一侧设有阳极出液口332，适于电解后的氧气和碱液流出，以便于进行后续的分离纯化作业。

类似地，在第一方向上，阴极盘组件36、弹性网37以及阴极网38依次设于极框结构32的后侧，阴极盘组件36与安装槽321的后侧面贴合，弹性网37设于阴极盘组件36的后侧面上，阴极网38设于弹性网37的后侧面上，阴极网38的周向边缘设有阴极密封结构363，以对阴极盘组件36进行密封。其中，阴极盘组件36的底部设有阴极进液口361，适于碱液流入阴极盘组件36内；阴极盘组件36上与阳极出液口332相对的另一侧设有阴极出液口362，适于电解后的氢气和碱液流出，以便于后续的分离纯化作业。

需要说明的是，多个单元槽3在第一方向上依次贴合压紧，每个单元槽3前侧的隔膜35可以起到与前方相邻的单元槽3隔离的作用。阴极密封结构363和阳极密封结构333具体可以采用密封垫或密封圈的形式。

在本发明进一步的实施例中，如图10和图11所示，制氢电解槽装置100还包括供液组件5。供液组件5包括供液主管路51和多个供液歧管52；供液主管路51与多个单元槽3的底部对应设置，供液歧管52的一端接入至供液主管路51中，另一端与单元槽3的阴极进液口361或阳极进液口331连接；多个供液歧管52分别与多个单元槽3的阴极进液口361和阳极进液口331一一对应。通过供液主管路51供应碱液，并通过多个供液歧管52使碱液分别流入每个单元槽3的阴极盘组件36和阳极盘组件33中，以使每个单元槽3实现独立供应碱液。

进一步地，如图10和图12所示，制氢电解槽装置100还包括排气组件6。排气组件6包括阴极排气歧管61、阴极气液分离机构62、阳极排气歧管63以及阳极气液分离机构64。如图12中的示例，阴极气液分离机构62设于单元槽3设有阴极出液口362的一侧，阴极排气歧管61的一端与阴极出液口362连接，另一端接入至阴极气液分离机构62中；阴极排气歧管61的数量为多个，并与多个单元槽3一一对应，使得每个单元槽3的阴极出液口362均通过对应的阴极排气歧管61与阴极气液分离机构62连通。类似地，阳极气液分离机构64设于单元槽3设有阳极出液口332的一侧，阳极排气歧管63的一端与阳极出液口332连接，另一端接入至阳极气液分离机构64中；阳极排气歧管63的数量为多个，并与多个单元槽3一一对应，使得每个单元槽3的阳极出液口332均通过对应的阳极排气歧管63与阳极气液分离机构64连通。

在生产过程中，对制氢电解槽装置100通入直流电，直流电依次经过阳极端板2、各个单元槽3以及阴极端板1，以对各个单元槽3中的碱液进行电解作业。单元槽3中的阳极盘组件33中的碱水电解后产生的氧气以及碱水通过阳极排气歧管63进入阳极气液分离机构64，经过分离纯化作业以使氧气与碱液分离，实现氧气的纯化。单元槽3中的阴极盘组件36中的碱水电解后产生的氢气以及碱水通过阴极排气歧管61进入积极气液分离机构中，经过分离纯化作业以使氢气与碱液分离，实现氢气的纯化。纯化后的氧气和氢气可以通过管路分别通入相应的储气设备中。

以下为本实用新型的制氢电解槽装置100的一个具体实施例：

如图1和图2所示，制氢电解槽装置100包括阴极端板1、阳极端板2、多个单元槽3、压紧组件4、供液组件5和排气组件6。

阴极端板1和阳极端板2在第一方向上(例如水平方向)相对设置，多个单元槽3设置在阴极端板1与阳极端板2之间，并沿第一方向依次设置。每个单元槽3上均设有第一连接组件31，任意相邻的两个单元槽3之间通过第一连接组件31形成可拆卸的紧固连接。压紧组件4沿第一方向穿设于阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2上，并将阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2依次压紧，实现紧密贴合。

如图9所示，单元槽3为板状结构，包括极框结构32、阳极盘组件33、阳极网34、隔膜35、阳极密封结构333、阴极盘组件36、弹性网37、阴极网38以及隔膜35。极框结构32设有贯通的安装槽321，在第一方向上，阳极盘组件33、阳极网34、隔膜35依次设于极框结构32的前侧，阳极盘组件33与安装槽321的前侧面贴合，且在隔膜35的周向边缘处设有阳极密封结构333，以对阳极盘组件33进行密封。阴极盘组件36、弹性网37以及阴极网38依次设于极框结构32的后侧，阴极盘组件36与安装槽321的后侧面贴合，阴极网38的周向边缘设有阴极密封结构363，以对阴极盘组件36进行密封。相邻的单元槽3之间通过隔膜35隔离。

其中，阳极盘组件33的底部设有阳极进液口331，阳极盘组件33的一侧设有阳极出液口332。阴极盘组件36的底部设有阴极进液口361，阴极盘组件36上与阳极出液口332相对的另一侧设有阴极出液口362。如图2中的示例，阳极进液口331与阴极出液口362位于同一侧，阳极出液口332与阴极进液口361位于同一侧。

如图1和图2所示，在阳极端板2与阴极端板1之间，多个单元槽3依次设置。每个单元槽3的极框结构32的边框上均设有多个导向孔315和多个第一连接组件31，第一连接组件31包括第一连接结构311和第二连接结构312，任意相邻的两个单元槽3中的第一连接结构311和第二连接结构312的位置相反且交错设置；多个单元槽3可以根据第一连接结构311和第二连接结构312的位置不同分为第一单元槽和第二单元槽，在第一方向上，第一单元槽和第二单元槽交错设置，且第一单元槽中的第一连接结构311和第二连接结构312与相邻的第二单元槽中的第一连接结构311和第二连接结构312位置相反且交错设置，并通过连接件313与对位的第一连接结构311和第二连接结构312配合形成连接。

具体地，如图2至图4所示，第一连接结构311具体包括第一螺纹孔3111，第二连接结构312具体包括沉头通孔3121，且沉头通孔3121的头部结构朝向第一方向的前侧，连接件313具体包括第一连接螺栓3131。在第一方向上，位于前侧的单元槽3上的沉头通孔3121与后侧相邻的单元槽3上的第一螺纹孔3111对位配合，第一连接螺栓3131由前向后依次伸入沉头通孔3121和第一螺纹孔3111中，并与第一螺纹孔3111形成螺纹配合，实现两个单元槽3之间的连接(即实现第一单元槽与第二单元槽之间的连接)，且第一连接螺栓3131的螺母完全伸入沉头通孔3121中。

多个单元槽3依次通过第一连接组件31的沉头通孔3121、第一螺纹孔3111以及第一连接螺栓3131连接成一个整体结构。其中，如图2中的示例，单元槽3的极框结构32的边框上下左右的位置均设有多个第一连接组件31，能够有效提高连接的稳定性和受力的均匀性。具体地，第一连接组件31的数量可以根据具体使用需求而设置，例如图2中的示例，第一螺纹孔3111具体采用M16的尺寸，极框结构32的左右边框上各设有5组第一连接组件31，极框结构32的上下边框上各设有7组第一连接组件31。

如图9和图10所示，压紧组件4包括紧固拉杆41、紧固螺母42和弹性件43。紧固拉杆41的两端均设有外螺纹结构，紧固拉杆41沿第一方向依次穿设于阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2上的导向孔315中，两端的外螺纹结构向外伸出，每个外螺纹结构上均设有螺纹配合的紧固螺母42。弹性件43具体包括多个碟簧，在紧固拉杆41上位于阴极端板1与对应的紧固螺母42之间的位置套设有多个碟簧，在紧固拉杆41上位于阳极端板2与对应的紧固螺母42之间的位置也套设有多个碟簧。装配状态下，可以通过紧固拉杆41的两端旋紧对应的紧固螺母42以使阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2依次紧密贴合并压紧。其中，紧固拉杆可以采用M60的尺寸，多个碟簧堆叠套设于紧固拉杆41上，可以根据具体情况设置不同数量的碟簧，例如两端均设置13个碟簧。

如图10和图11所示，供液组件5包括供液主管路51和多个供液歧管52；供液主管路51与多个单元槽3的底部对应设置，供液歧管52的一端接入至供液主管路51中，另一端与单元槽3的阴极进液口361或阳极进液口331连接；多个供液歧管52分别与多个单元槽3的阴极进液口361和阳极进液口331一一对应。通过供液主管路51供应碱液，并通过多个供液歧管52使碱液分别流入每个单元槽3的阴极盘组件36和阳极盘组件33中，以使每个单元槽3实现独立供应碱液。

如图10和图12所示，排气组件6包括阴极排气歧管61、阴极气液分离机构62、阳极排气歧管63以及阳极气液分离机构64。如图12中的示例，阴极气液分离机构62设于单元槽3设有阴极出液口362的一侧，阴极排气歧管61的一端与阴极出液口362连接，另一端接入至阴极气液分离机构62中；阴极排气歧管61的数量为多个，并与多个单元槽3一一对应，使得每个单元槽3的阴极出液口362均通过对应的阴极排气歧管61与阴极气液分离机构62连通。类似地，阳极气液分离机构64设于单元槽3设有阳极出液口332的一侧，阳极排气歧管63的一端与阳极出液口332连接，另一端接入至阳极气液分离机构64中；阳极排气歧管63的数量为多个，并与多个单元槽3一一对应，使得每个单元槽3的阳极出液口332均通过对应的阳极排气歧管63与阳极气液分离机构64连通。

在生产过程中，对制氢电解槽装置100通入直流电，直流电依次经过阳极端板2、各个单元槽3以及阴极端板1，以对各个单元槽3中的碱液进行电解作业。单元槽3的阳极盘组件33中的碱水电解后产生的氧气，氧气以及碱水通过阳极排气歧管63进入阳极气液分离机构64，经过分离纯化作业以使氧气与碱液分离，实现氧气的纯化。单元槽3的阴极盘组件36中的碱水电解后产生的氢气，氢气以及碱水通过阴极排气歧管61进入积极气液分离机构中，经过分离纯化作业以使氢气与碱液分离，实现氢气的纯化。纯化后的氧气和氢气可以通过管路分别通入相应的储气设备中。

本实施例中的制氢电解槽装置100，能够使得单元槽3之间通过第一连接组件31形成有效连接和紧固，进而通过压紧组件4使得两个端板以及单元槽3能够依次贴合压紧，并实现互锁效果，保证了单元槽3之间的密封性，同时能够大幅提升整体的运行压力，有利于加速气体排出速率，且气体压力较高有利于后续分离纯化作业，能够提高整体制氢生产效率，而且无需额外设置挤压装置，有利于降低设备成本。另外，每个单元槽3能够实现单独循环，能够有效保证单元槽3内的碱液快速、均匀、稳定地循环，有利于提高生产质量。

在本实用新型的第二方面的实施例中还提供了一种制氢生产设备200，如图1和图13所示，制氢生产设备200包括上述任一实施例中的制氢电解槽装置100，以通过制氢电解槽装置100对碱液进行电解作业，进而生产氢气和氧气并进行分离纯化，得到纯净的氢气。

其中，制氢电解槽装置100的多个单元槽3之间通过第一连接组件31依次紧固连接，同时通过压紧组件4将阴极端板1、多个单元槽3以及阳极端板2压紧，使得单元槽3之间能够紧密贴合。

进一步地，根据具体的生产需要，制氢生产设备200还可以包括与制氢电解槽装置100相应的支撑结构、通电装置、供液装置、储气装置等。

此外，本实施例中的制氢生产设备200还具有上述任一实施例中的制氢电解槽装置100的全部有益效果，在此不再赘述。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的基本原理，但是，需要指出的是，在本实用新型中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本实用新型的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本实用新型为必须采用上述具体的细节来实现。

本实用新型中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。还需要指出的是，在本实用新型的装置和设备中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本实用新型的等效方案。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本实用新型。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此实用新型的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制氢电解槽装置，其特征在于，包括：

阴极端板(1)；

阳极端板(2)，在第一方向上与所述阴极端板(1)相对设置；

多个单元槽(3)，设于所述阴极端板(1)与所述阳极端板(2)之间，并沿所述第一方向依次设置，每个所述单元槽(3)上设有第一连接组件(31)，且任意相邻的两个所述单元槽(3)通过所述第一连接组件(31)可拆卸连接；

压紧组件(4)，沿所述第一方向穿设于所述阴极端板(1)、多个所述单元槽(3)和所述阳极端板(2)上，且所述压紧组件(4)适于使所述阴极端板(1)、多个所述单元槽(3)和所述阳极端板(2)依次压紧。

2.根据权利要求1所述的制氢电解槽装置，其特征在于，

所述第一连接组件(31)包括第一连接结构(311)和第二连接结构(312)，且任意相邻的两个所述单元槽(3)的所述第一连接结构(311)和所述第二连接结构(312)的位置相反且交错设置，并通过连接件(313)形成可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的制氢电解槽装置，其特征在于，

所述第一连接结构(311)包括第一螺纹孔(3111)，设于所述单元槽(3)的边框上：

所述第二连接结构(312)包括沉头通孔(3121)，设于所述单元槽(3)的边框上，其中，在同一个所述单元槽(3)中，所述第一螺纹孔(3111)与前方相邻的一个所述单元槽(3)的所述沉头通孔(3121)对位配合，所述沉头通孔(3121)与后方相邻的一个所述单元槽(3)的所述第一螺纹孔(3111)对位配合；

所述连接件(313)包括第一连接螺栓(3131)，设于对位配合的所述沉头通孔(3121)和所述第一螺纹孔(3111)中并形成螺纹连接，且所述第一连接螺栓(3131)的螺帽位于对应的所述沉头通孔(3121)中。

4.根据权利要求2所述的制氢电解槽装置，其特征在于，

所述第一连接结构(311)包括第一吊耳(3112)，设于所述单元槽(3)的边框外侧，并向所述第一方向的前侧延伸，且所述第一吊耳(3112)上设有第二螺纹孔(3113)；

所述第二连接结构(312)包括第二吊耳(3122)，设于所述单元槽(3)的边框外侧，并向所述第一方向的后侧延伸，所述第二吊耳(3122)上设有第三螺纹孔(3123)，其中，在同一个所述单元槽(3)中，所述第二螺纹孔(3113)与前方相邻的所述单元槽(3)的所述第三螺纹孔(3123)对位配合，所述第三螺纹孔(3123)与后方相邻的所述单元槽(3)的第二螺纹孔(3113)对位配合；

所述连接件(313)包括第二连接螺栓(3132)，穿设于对位配合的所述第二螺纹孔(3113)和所述第三螺纹孔(3123)中并形成螺纹连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制氢电解槽装置，其特征在于，

所述阴极端板(1)、所述阳极端板(2)以及所述单元槽(3)上均设有同轴设置的导向孔(315)；

所述压紧组件(4)包括：

紧固拉杆(41)，穿设于所述导向孔(315)中，并依次贯穿所述阴极端板(1)、所述阳极端板(2)和多个所述单元槽(3)，所述紧固拉杆(41)的一端设有螺纹配合的外螺纹结构和紧固螺母(42)，所述紧固拉杆(41)的另一端设有限位结构或所述外螺纹结构和所述紧固螺母(42)；

其中，所述限位结构适于与所述阴极端板(1)或所述阳极端板(2)抵接限位，所述紧固螺母(42)适于旋紧以使所述阴极端板(1)、所述阳极端板(2)以及多个所述单元槽(3)压紧。

6.根据权利要求5所述的制氢电解槽装置，其特征在于，所述压紧组件(4)还包括：

多个弹性件(43)，套设于所述紧固拉杆(41)上靠近两端的位置，其中一部分所述弹性件(43)位于所述阴极端板(1)与对应的所述紧固螺母(42)或所述限位结构之间，另一部分所述弹性件(43)位于所述阳极端板(2)与对应的所述紧固螺母(42)或所述限位结构之间。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的制氢电解槽装置，其特征在于，所述单元槽(3)包括：

极框结构(32)，所述极框结构(32)设有贯通的安装槽(321)，所述第一连接组件(31)设于所述极框结构(32)的边框上；

阳极盘组件(33)，设于所述极框结构(32)在所述第一方向上的前侧，并与所述安装槽(321)的前侧面贴合，所述阳极盘组件(33)的底部设有阳极进液口(331)，所述阳极盘组件(33)的侧端设有阳极出液口(332)；

阳极网(34)，设于所述阳极盘组件(33)的前侧面上；

隔膜(35)，设于所述阳极网(34)的前侧面上，且所述隔膜(35)的周向边缘处设有阳极密封结构(333)，以对所述阳极盘组件(33)进行密封；

阴极盘组件(36)，设于所述极框结构(32)在所述第一方向上的后侧，并与所述安装槽(321)的后侧面贴合，所述阴极盘组件(36)的底部设有阴极进液口(361)，所述阴极盘组件(36)上与所述阳极出液口(332)相对的另一侧设有阴极出液口(362)；

弹性网(37)，设于所述阴极盘组件(36)的后侧面上；

阴极网(38)，设于所述弹性网(37)的后侧面上，且所述阴极网(38)的周向边缘设有阴极密封结构(363)，以对所述阴极盘组件(36)进行密封。

8.根据权利要求7所述的制氢电解槽装置，其特征在于，还包括供液组件(5)，所述供液组件(5)包括：

供液主管路(51)，与多个所述单元槽(3)的底部对应设置，所述供液主管路(51)适于供应碱液；

多个供液歧管(52)，接入至所述供液主管路(51)中，且分别与多个所述单元槽(3)的所述阳极进液口(331)和所述阴极进液口(361)连接。

9.根据权利要求7所述的制氢电解槽装置，其特征在于，还包括排气组件(6)，所述排气组件(6)包括：

多个阴极排气歧管(61)，设于所述单元槽(3)设有所述阴极出液口(362)的一侧，并分别与多个所述单元槽(3)的所述阴极出液口(362)相连接；

阴极气液分离机构(62)，与多个所述阴极排气歧管(61)相连接；

多个阳极排气歧管(63)，设于所述单元槽(3)设有所述阳极出液口(332)的一侧，并分别与多个所述单元槽(3)的所述阳极出液口(332)相连接；

阳极气液分离机构(64)，与多个所述阳极排气歧管(63)相连接。

10.一种制氢生产设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的制氢电解槽装置。