CN220846295U - 一种电解水装置及其电解水储存装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电解水装置及其电解水储存装置，包括：电解组件，设有多个，包括阳极板以及阳极板两侧依次对称层叠设置的第一垫片、质子交换膜、第二垫片和阴极板；密封板，位于相邻电解组件之间；端板，至少设有两个，位于电解组件远离密封板的端部，端板之间设有贯穿电解组件和密封板并与阳极板连通的进水通道和第一流道，端板之间还设有贯穿电解组件和密封板并与阴极板连通的出水通道和第二流道；连接件，连接件贯穿单个电解组件设置，且连接件与两个密封板连接或与端板和密封板连接，用于连接相邻两个电解组件的连接件不在同一轴线上。本实用新型的一种电解水装置能够提高维护和修理效率，降低维修成本。

Description

一种电解水装置及其电解水储存装置

技术领域

本实用新型涉及电解设备技术领域，尤其是指一种电解水装置及其电解水储存装置。

背景技术

电解水为常用制造氢气的方式，电解水制氢设备通常由多个电解组件构成，电解组件包括阳极板、阴极板、质子交换膜以及外部框架。电解设备在组装时，通常由多根长螺杆贯穿多组电解组件，从而使电解组件固定，为了防止电解组件之间出现泄露的情况，电解组件之间以及电解组件内部通常采用密封胶固定，这种连接方式导致电解水制氢设备在需要拆解维护和修理时需要处理大量密封胶，从而导致维护和修理效率较低。在处理密封胶时可能导致电解组件的内部构件出现裂痕从而导致构件报废，进而导致维护和修理的成本较高。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种电解水装置及其电解水储存装置，能够提高维护和修理效率，降低维修成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电解水装置，包括：电解组件，设有多个，包括阳极板以及所述阳极板两侧依次对称层叠设置的第一垫片、质子交换膜、第二垫片和阴极板；密封板，位于相邻所述电解组件之间；端板，至少设有两个，位于所述电解组件远离所述密封板的端部，所述端板之间设有贯穿所述电解组件和所述密封板并与所述阳极板连通的进水通道和第一流道，所述端板之间还设有贯穿所述电解组件和所述密封板并与所述阴极板连通的出水通道和第二流道；连接件，所述连接件贯穿单个所述电解组件设置，且所述连接件与两个所述密封板连接或与所述端板和所述密封板连接，用于连接相邻两个电解组件的连接件不在同一轴线上。

在本实用新型的一个实施例中，所述连接件为螺丝，所述螺丝包括互相连接的螺头和螺杆，所述电解组件的边缘位置贯穿设有与所述螺头直径相配合的第一通孔和与所述螺杆直径相配合的第二通孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一垫片呈环状，所述质子交换膜与所述阳极板之间形成第一容纳腔。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一垫片设有与第一容纳腔连通的第一开口和第二开口，所述第一开口与所述进水通道连通，所述第二开口与所述第一流道连通。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二垫片呈环状，所述质子交换膜与所述阴极板之间形成第二容纳腔。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二垫片设有与第二容纳腔连通的第三开口和第四开口，所述第三开口与所述出水通道连通，所述第四开口与所述第二流道连通。

在本实用新型的一个实施例中，所述密封板呈环形并位于所述阴极板之间，相邻所述电解组件的所述阴极板之间形成第三容纳腔，所述密封板设有与所述第三容纳腔连通的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽与所述出水通道连通，所述第二凹槽与所述第二流道连通。

在本实用新型的一个实施例中，所述密封板与所述阴极板贴合设置，且所述密封板与所述阴极板的贴合位置设有密封垫。

在本实用新型的一个实施例中，所述阳极板设有第一接头，所述阴极板设有第二接头。

在本实用新型的一个实施例中，所述端板上设有多个接口，所述接口分别与所述进水通道、所述第一流道、所述出水通道和所述氢气通道连通。

本实用新型还提供一种电解水储存装置，包括上述任意一项所述的一种电解水装置。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的一种电解水装置，采用单个电解组件通过连接件可固定于端板和密封板之间以及两个密封板之间，通过连接件调整端板和密封板之间以及两个密封板之间的距离，并通过对单个连接件进行微调，从而保证电解组件不会出现泄露的情况，相较于通过密封胶的方式固定，采用连接件逐个连接方式的维护和修理效率更高，拆卸时不会损坏构件，降低了维护和修理成本。通过采用单个阳极板两侧对称设置阴极板的方式，使阳极板利用率更高，从而提高了电解水效率，由于阳极板通常由贵金属构成，该设置方式也降低了电解水装置的成本。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一种电解水装置的结构示意图；

图2是图1的部分结构示意图；

图3是图1的爆炸图；

图4是图3的部分结构示意图；

图5是阴极板结构图示意图；

图6是质子交换膜结构示意图；

图7是第一垫片结构示意图；

图8是第二垫片结构示意图；

图9是密封板结构示意图；

图10是端板结构示意图。

说明书附图标记说明：1、端板；2、阴极板；3、第二垫片；4、质子交换膜；5、第一垫片；6、阳极板；7、密封板；8、连接件；11、接口；12、第四通孔；13、第二螺纹孔；21、第二接头；31、第三开口；32、第四开口；51、第一开口；52、第二开口；61、第一接头；71、第一凹槽；72、第二凹槽；73、密封垫；74、第三通孔；75、第一螺纹孔；91、进水通道；92、出水通道；93、第一流道；94、第二流道；95、第一通孔；96、第二通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例一

参见图1、图2、图3和图4所示，本实用新型的一种电解水装置，包括：电解组件，设有多个，包括阳极板6以及所述阳极板6两侧依次对称层叠设置的第一垫片5、质子交换膜4、第二垫片3和阴极板2；密封板7，位于相邻所述电解组件之间；端板1，至少设有两个，位于所述电解组件远离所述密封板7的端部，所述端板1之间设有贯穿所述电解组件和所述密封板7并与所述阳极板6连通的进水通道91和第一流道93，所述端板1之间还设有贯穿所述电解组件和所述密封板7并与所述阴极板2连通的出水通道92和第二流道94；连接件8，所述连接件8贯穿单个所述电解组件设置，且所述连接件8与两个所述密封板7连接或与所述端板1和所述密封板7连接，用于连接相邻两个电解组件的连接件8不在同一轴线上。

本实用新型的一种电解水装置，水由进水通道91依次进入阳极板6和阴极板2所在的空腔内，并由出水通道92流出；外部电路与阳极板6和阴极板2接通后，阳极板6所在的空腔内生成氧气和氢离子，氧气由第一流道93流出，氢离子穿过质子交换膜4进入阴极板2所在空腔，阴极板2所在空腔内生成氢气，氢气由第二流道94流出。连接件8贯穿单个电解组件，且连接件8能够与端板1和密封板7连接，从而使连接件8两端与分别与端板1和密封板7连接时，电解组件能够固定于端板1和密封板7之间，连接件8两端与分别与两个密封板7连接时，电解组件能够固定于两个密封板7之间。本实用新型的一种电解水装置，采用单个电解组件通过连接件8可固定于端板1和密封板7之间以及两个密封板7之间，通过连接件8调整端板1和密封板7之间以及两个密封板7之间的距离，从而保证电解组件不会出现泄露的情况，相较于通过密封胶的方式固定，采用连接件8逐个连接方式的维护和修理效率更高，拆卸时不会损坏构件，降低了维护和修理成本。通过采用单个阳极板6两侧对称设置阴极板2的方式，形成一个阳极板6对应两个阴极板2，使阳极板6利用率更高，从而提高了电解水效率，由于阳极板6通常由贵金属构成，该设置方式也降低了电解水装置的成本。通过氢气和氧气皆设置单独流通通道，无需进行氢气和氧气分离的步骤，降低了生产成本的同时，使氢气和氧气都能够利用。

电解组件，包括阳极板6以及阳极板6两侧依次对称层叠设置的第一垫片5、质子交换膜4、第二垫片3和阴极板2，密封板7位于相邻两个电解组件之间，即两个阴极板2之间，端板1位于电解组件远离密封板7的端部，即端板1位于电解水装置的两个端部位置。本实施例电解水装置整体呈圆柱状，也可以设置为棱柱状、棱台状等形状。端板1之间设有贯穿电解组件和密封板7并与阳极板6连通的进水通道91和第一流道93，端板1之间还设有贯穿电解组件和密封板7并与阴极板2连通的出水通道92和第二流道94，第一流道93用于流通氧气，第二流道94用于流通氢气，进水通道91和出水通道92位于电解水装置接近底部的位置，第二流道94和第一流道93位于电解水装置接近顶部的位置，为了保证第二流道94和第一流道93不会出现溢水的情况，电解组件内的水位高度不超过第二流道94和第一流道93高度。第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92根据实际需求可设置有一个或多个。第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92的径向截面整体呈腰型，也可设置为圆形、方形等形状。单个电解组件通过连接件8依次固定于端板1和密封板7之间以及两个密封板7之间，具体的，连接件8为螺丝，螺丝包括相互连接的螺头和螺杆，电解组件的边缘位置沿轴向贯穿设有与螺头直径相配合的第一通孔95和与螺杆直径相配合的第二通孔96，从而使第一通孔95能够容纳螺头，第二通孔96能够容纳螺杆。

参见图5和图6所示，阴极板2整体呈圆形，且阴极板2靠近顶部位置设有第二接头21，用于阴极板2与外部电路连通，第二接上设有用于电路连接的通孔。阴极板2上设有多个腰型通孔，用于构成电解组件内的第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92。阳极板6靠近顶部位置设有第一接头61，为了方便区分与连接，阳极板6的第一接头61与阴极板2的第二接头21不位于同一轴线上，阳极板6其余结构与阴极板2相同，不再赘述。质子交换膜4整体呈圆形，且质子交换膜4上设有多个腰型通孔，用于构成电解组件内的第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92。

参见图7所示，第一垫片5整体呈圆环状，由于第一垫片5存在一定厚度，从而使质子交换膜4与阳极板6之间形成第一容纳腔，第一容纳腔可用于容纳水以及阳极板6位置生成的氧气，氧气通过第一流道93流通至外部。具体的，第一垫片5上设有多个腰型通孔，用于构成电解组件内的第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92，其中第一垫片5设有与第一容纳腔连通的第一开口51和第二开口52，第一开口51与构成进水通道91的腰型通孔连通，从而使第一开口51与进水通道91连通，进而使水由第一开口51进入第一容纳腔内；第二开口52与构成第一流道93的腰型通孔连通，从而使第二开口52与第一流道93连通，进而使氧气由第二开口52进入第一流道93。

参见图8所示，第二垫片3整体呈圆环状，由于第二垫片3存在一定厚度，从而使质子交换膜4与阴极板2之间形成第二容纳腔，第二容纳腔可用于容纳水以及阴极板2位置生成的氢气，氢气通过第二流道94流通至外部。具体的，第二垫片3上设有多个腰型通孔，用于构成电解组件内的第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92，其中第二垫片3设有与第二容纳腔连通的第三开口31和第四开口32，第三开口31与构成出水通道92的腰型通孔连通，从而使第三开口31与出水通道92连通，进而使水由第三开口31进入出水通道92内；第四开口32与构成第二流道94的腰型通孔连接，从而使第四开口32与第二流道94连通，进而使氢气由第四开口32进入第二流道94。

参见图9所示，密封板7整体呈环状并位于两个阴极板2之间，由于密封板7存在一定厚度，相邻电解组件的阴极板2之间形成第三容纳腔，密封板7设有与第三容纳腔连通的第一凹槽71和第二凹槽72，第一凹槽71与出水通道92连通，第二凹槽72与第二流道94连通。具体的，密封板7上设有多个腰型通孔，用于构成电解组件内的第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92，其中第一凹槽71与构成出水通道92的腰型通孔连通，从而使第一凹槽71与出水通道92连通，进而使第二容纳腔内的水可通过出水通道92流通至第三容纳腔。第二凹槽72与构成第二流道94的腰型通孔连通，从而使第二凹槽72与第二流道94连通，进而使第三容纳腔内的氢气由第二凹槽72进入第二流道94。另一种实施例中，第一凹槽71与第二凹槽72也可设置为与第三开口31相同结构的开口。密封板7与阴极板2贴合设置，且密封板7与阴极板2的贴合位置设有密封垫73。具体的，密封板7腰型通孔的边缘位置以及第一凹槽71和第二凹槽72的边缘位置皆设有密封垫73，密封板7上设有与第一通孔95直径相同的第三通孔74，以及与螺丝的螺杆相配合的第一螺纹孔75，第三通孔74以及第一螺纹孔75与腰型通孔之间沿密封板7边缘方向首尾相接设置有密封垫73，密封垫73的设置能够防止密封板7与电解组件之间出现渗水和漏气的情况。

另一种实施例中，阳极板6、第一垫片5、质子交换膜4、第二垫片3和阴极板2上的腰型通孔以及开口边缘位置也可设置密封垫73，能够增加电解组件的密封性。

参见图10所示，端板1顶部呈圆弧状，底部呈对称设置的直角支撑脚状，用于支撑电解水装置。端部上设有与第一通孔95直径相同的第四通孔12，以及与连接件8的螺杆相配合的第二螺纹孔13。端板1上还设有多个接口11，接口11分别与第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92连通，具体的，接口11位置分别与第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92的端口位置对应，外部连接管道可与接口11连接。在使用时，根据实际水流量，可选择仅使用电解水装置一端端板1的接口11，另一端端板1接口封堵，即水的进水接口和出水接口皆在同一个端板1上；也可选择同时使用电解水两端端板1的接口11，即水由电解水装置两端的端板1的接口11进入电解组件内，并由电解水装置两端端板1的接口11流出。

电解组件上设有多个第一通孔95和第二通孔96，第一通孔95和第二通孔96沿电解组件端面的边缘位置设置。具体的，相邻第一通孔95之间设有两个第二通孔96，以附图3为例，电解组件先通过连接件8锁在图中上侧端板1与密封板7之间，再通过连接件8锁在图中下侧端板1与密封件之间，此时两个电解组件的第一通孔95与第二通孔96呈交错设置，即螺头与密封板7贴合的连接件8两端轴线上分别为第一通孔95和第二通孔96，第一通孔95用于容纳连接件8的螺头部分，第二通孔96用于容纳连接件8的螺杆部分。安装时，连接件8的螺杆与密封板7的第一螺纹孔75螺纹连接，并穿过电解组件的第二通孔96与上侧端板1的第二螺纹孔13连接，从而使电解组件固定于密封板7和端板1之间，然后连接件8由下侧端板1的第二螺纹孔13连接，穿过电解组件的第二通孔96与密封板7的第一螺纹孔75连接，从而使电解组件固定于端板1和密封板7之间。当电解水装置中设有两个以上电解组件时，即设有多个密封板7用于连接电解组件，密封板7的第三通孔74将用于容纳连接件8的螺头部分，且相邻两个电解组件的第一通孔95与第二通孔96呈交错设置，使连接件8的螺头位于第三通孔74以及第一通孔95内，螺杆位于第二通孔96内并与密封板7的第一螺纹孔75连接。当端板1两侧皆需要连接电解组件时，端板1的第四通孔12可用于容纳连接件8的螺头，连接件8的螺杆与第二螺纹孔13连接。电解组件采用多个连接件8进行固定，可对每个连接件8逐个进行调整，使电解组件不会出现泄露的情况。

另一种实施例中，电解组件可通过旋转一定角度，达到相邻两个电解组件的第一通孔95与第二通孔96呈交错设置的目的。

使用时，通过连接管道和接口11向进水通道91通水，水流沿进水通道91进入电解组件的容纳腔内；然后启动与阳极板6和阴极板2连接的电路，在第一容纳腔内生成氧气，第二容纳腔和第三容纳腔内生成氢气，氧气经过第一流道93、接口11和连接管道进入外部储存设备，氢气经过第二流道94、结构和连接管道进入外部储存设备；水可经过出水通道92、接口11和连接管道流出至外部。

实施例二

本实施例提供一种电解水储存装置，包括实施例一中的电解水装置。电解水储存装置还包括多个储存罐以及连接管道，连接管道与端板1的接口11连接，从而使储存罐能够分别储存氢气和氧气。

本实用新型的一种电解水装置及其电解水储存装置，采用单个电解组件通过连接件8可固定于端板1和密封板7之间以及两个密封板7之间，通过连接件8调整端板1和密封板7之间以及两个密封板7之间的距离，并通过对单个连接件8进行微调，从而保证电解组件不会出现泄露的情况，相较于通过密封胶的方式固定，采用连接件8逐个连接方式的维护和修理效率更高，拆卸时不会损坏构件，降低了维护和修理成本。通过采用单个阳极板6两侧对称设置阴极板2的方式，形成一个阳极板6对应两个阴极板2，使阳极板6利用率更高，从而提高了电解水效率，由于阳极板6通常由贵金属构成，该设置方式也降低了电解水装置的成本。通过第二流道94、第一流道93、进水通道91和出水通道92皆设置于电解组件和密封板7内部，无需在外部铺设管路，减少了电解水装置的成本。通过氢气和氧气皆设置单独流通通道，无需进行氢气和氧气分离的步骤，降低了生产成本的同时，使氢气和氧气都能够利用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种电解水装置，其特征在于，包括：

电解组件，设有多个，包括阳极板以及所述阳极板两侧依次对称层叠设置的第一垫片、质子交换膜、第二垫片和阴极板；

密封板，位于相邻所述电解组件之间；

端板，至少设有两个，位于所述电解组件远离所述密封板的端部，所述端板之间设有贯穿所述电解组件和所述密封板并与所述阳极板连通的进水通道和第一流道，所述端板之间还设有贯穿所述电解组件和所述密封板并与所述阴极板连通的出水通道和第二流道；

连接件，所述连接件贯穿单个所述电解组件，且所述连接件与两个所述密封板连接或与所述端板和所述密封板连接，用于连接相邻两个电解组件的连接件不在同一轴线上。

2.根据权利要求1所述的电解水装置，其特征在于：所述连接件为螺丝，所述螺丝包括互相连接的螺头和螺杆，所述电解组件的边缘位置贯穿设有与所述螺头直径相配合的第一通孔和与所述螺杆直径相配合的第二通孔。

3.根据权利要求1所述的电解水装置，其特征在于：所述第一垫片呈环状，所述质子交换膜与所述阳极板之间形成第一容纳腔。

4.根据权利要求3所述的电解水装置，其特征在于：所述第一垫片设有与第一容纳腔连通的第一开口和第二开口，所述第一开口与所述进水通道连通，所述第二开口与所述第一流道连通。

5.根据权利要求1所述的电解水装置，其特征在于：所述第二垫片呈环状，所述质子交换膜与所述阴极板之间形成第二容纳腔。

6.根据权利要求1所述的电解水装置，其特征在于：所述第二垫片设有与第二容纳腔连通的第三开口和第四开口，所述第三开口与所述出水通道连通，所述第四开口与所述第二流道连通。

7.根据权利要求1所述的电解水装置，其特征在于：所述密封板呈环形并位于所述阴极板之间，相邻所述电解组件的所述阴极板之间形成第三容纳腔，所述密封板设有与所述第三容纳腔连通的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽与所述出水通道连通，所述第二凹槽与所述第二流道连通。

8.根据权利要求7所述的电解水装置，其特征在于：所述密封板与所述阴极板贴合设置，且所述密封板与所述阴极板的贴合位置设有密封垫。

9.根据权利要求1所述的电解水装置，其特征在于：所述阳极板设有第一接头，所述阴极板设有第二接头。

10.根据权利要求1所述的电解水装置，其特征在于：所述端板上设有多个接口，所述接口分别与所述进水通道、所述第一流道、所述出水通道和所述第二流道连通。

11.一种电解水储存装置，其特征在于：包括权利要求1-10任意一项所述的电解水装置。