TWI633207B - Cleaning device and electrolysis device having the same - Google Patents

Abstract

一種清除裝置與具有該清除裝置的電解設備，係用以有效率地移除附著於一電解裝置之至少一導電棒表面的電解生成物。該清除裝置包括有至少一刮具供該導電棒穿過，該刮具係受操控而沿著該導電棒的軸向移動以使該刮除部移除附著於該導電棒表面的電解生成物。該電解設備包括上述之電解裝置與至少一清除裝置，其中該至少一電解裝置包括一本體、一陽極與一陰極；該本體內部形成一容槽供容置該陽極與該陰極，且該陰極的表面具有電解生成物。藉由該刮具沿著該陰極（導電棒）的軸向移動以移除其表面的電解生成物。

Description

清除裝置與具有該清除裝置的電解設備

本發明係與電解生成物清除有關；特別是指一種用於清除電解生成物的清除裝置，以及具有該清除裝置的電解設備。

工業革命後，石化燃料已成為人類所主要仰賴的能源，但石化能源終將枯竭，世界各國未來勢必面對石化產能縮減所帶來的高油價衝擊，如何減少對石化燃料的依賴，並妥善的運用有限的能源，已經成為世界各國在能源政策方面的重要課題之一。

除能源與經濟議題之外，近年來，環境議題於國際上亦受到相當的重視，除了多年以來大家所矚目的溫室效應議題外，在巨型都市的發展趨勢下，大都會的熱島效應將日趨嚴重，空氣中的細懸浮微粒PM2.5也直接地影響人類健康。是以，如何提供高效能、低汙染的能源，將是未來各國為永續發展所迫切需要面對的重要課題。

金屬燃料電池具有很高的質量比能量和體積比能量，不失為一個良好的能源解決方案，其中，尤以鋅燃料電池特別受到人們的注意，其原因在於，鋅在水溶液和鹼性電解質中比較穩定。

然而，市場上的鋅空氣電池多為一次性之消耗品，雖有業者藉由電解使用過後的鋅空氣電池中的電解液，以還原鋅顆粒（電解生成物）供作為鋅空氣電池的原料，但如何有效率地將附著於陰極導電棒的鋅取下以進行再利用，仍是目前的一大難題。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種清除裝置與具有該清除裝置的電解設備，係用以有效率地移除附著於一電解裝置之至少一導電棒表面的電解生成物。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種清除裝置，包括有至少一刮具，具有一貫孔為該導電棒穿過，且該貫孔之孔緣形成一接近並配合該導電棒表面之刮除部，該刮具係受操控而沿著該導電棒的軸向移動以使該刮除部移除附著於該導電棒表面的電解生成物。

本發明更提供的一種電解設備，包括：至少一電解裝置與至少一清除裝置；該至少一電解裝置包括一本體、一陽極與一陰極，其中該本體內部形成一容槽供容置該陽極與該陰極，且該陰極的表面具有電解生成物；至少一清除裝置係位於該容槽中，用以移除附著該陰極表面的電解生成物。

本發明之效果在於該刮具沿著該陰極（導電棒）的軸向移動以移除其表面的電解生成物。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１所示，為本發明一較佳實施例之電解設備100，包含有：至少一清除裝置10、至少一驅動裝置（圖未示）、至少一電解裝置20與一匯集裝置30，其中該至少一電解裝置20、該至少一清除裝置10與該一驅動裝置的數量相同，在本實施例中各為三個但不以此為限制。

請參圖２至圖４，各該清除裝置10包含有一刮具12、一操作桿14，其中該刮具12與該操作桿14係由耐腐蝕的材質所製成，例如：ABS樹酯、聚丙烯、不鏽鋼或其他不會參與電解反應的材料。該刮具12包含有一結合部122與至少一刮除部124，其中該結合部122係供該操作桿14結合。在本實施例中，該至少一刮除部124的數量為六個且沿該結合部122的周緣設置，但不以此為限制，該至少一刮除部124可視需求增加或減少數量。各該刮除部124略呈錐台狀，且各該刮除部124頂側的外徑R1大於其底側的外徑R2，使該刮除部124具有一側面124a背對該操作桿14；該刮除部124具有貫穿其頂側與其底側的一貫孔124b。

各該驅動裝置包含有一直線馬達但不以此為限制，係用以驅動相對應的該清除裝置10沿一直線前進。

請配合圖５所示，各該電解裝置20包括一本體22、一頂蓋24、一陽極與一陰極，其中該本體22內部形成一容槽22a且該本體22底側具有一穿孔22b連通該容槽22a與外界。在本實施例中，該容槽22a槽壁具有由白金所構成的一金屬層，且該金屬層形成該陽極，但不以此為限制，該金屬層亦可由其他導電材質所構成。該容槽22a槽底呈倒錐狀，且該穿孔22b形成於該倒錐狀的一頂角。該頂蓋24設置於該本體22頂側並用以遮蔽該容槽22a，且該頂蓋24具有一孔24a供該清除裝置10的操作桿14穿設。該陰極位於該容槽22a中且設置於該頂蓋24上，該陰極為一導電棒26，例如：一探棒或一金屬棒等，當然，該導電棒26的數量並不以一個為限制。

該匯集裝置30包含有至少一第一管路32，以及連通該至少一第一管路32的一第二管路34，其中該至少一第一管路32與相對應的該穿孔22b連通，該第二管路34與一集料槽（圖未示）連通。其中該至少一第一管路32的數量與該至少一電解裝置20的數量相同。

上述為本發明第一較佳實施例之電解設備100之各部構件及相關位置的說明。茲再敘述其使用方式如後。

請參圖５，該操作桿14穿過該頂蓋24的孔24a且該刮具12貼平於該頂蓋24的底面，多數個導電棒26穿過該刮除部124相對應的貫孔124b後固定於該頂蓋24，其中該刮具12之貫孔124b孔形與該導電棒26垂直軸線的切面之輪廓相同，且該貫孔124b孔緣接近該導電棒26之表面。將該些導電棒26浸入填有電解液的該容槽22a中，供電給該些導電棒26與該容槽22a槽壁上的該金屬層以進行電解反應。電解生成物261附著於該些導電棒26。

請參圖１、圖６與圖７，該驅動裝置驅動該操作桿14使該刮具12沿著該導電棒26的軸向往下移動，於此同時，該刮除部124移除附著於該導電棒26表面的電解生成物261，使電解生成物261沿該容槽22a槽底匯集至該穿孔22b孔緣而自該穿孔22b落入相對應的該第一管路32，於後，電解生成物261再經各該第一管路32與該第二管路34而匯集至該集料槽，以達到蒐集電解生成物261的功能。

值得注意的是，當該刮具12自該導電棒26頂側往下移動時，各該刮除部124的該側面124a朝向未被刮除的電解生成物261，使電解生成物261被刮除後沿該側面124a而與該導電棒26分離。在另一實施例中，各該刮除部124亦可由雙錐台所組成，且各該刮除部頂側與底側的外徑皆小於各該刮除部中央的外徑，如此一來，當該刮具自該導電棒26頂側往下移動，抑或是自該導電棒26底側往上移動時，皆可輕易將電解生成物261與該導電棒26分離，增加刮除作業的效率。

此外，在本實施例中，該本體22略呈六角柱係為配合具有六個刮除部124的刮具12，在其他實施例中，該本體22可視需求而呈圓柱或多角柱。

上述之清除裝置10，以及具有該清除裝置10的電解設備100可應用於任何須移除電解生成物的領域。以應用於鋅空氣電池為例，鋅空氣電池使用（放電）完後，鋅空氣電池中的電解液充滿了大量的氧化鋅。將電解液連同氧化鋅放入該容槽22a中並進行電解，附著於導電棒26的電解生成物261即為鋅，而該清除裝置10刮除下之鋅顆粒經蒐集後即可再作為鋅空氣電池的原料，以達到重複使用鋅空氣電池的功能。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

［本發明］

100‧‧‧電解設備

10‧‧‧清除裝置

12‧‧‧刮具

122‧‧‧結合部

124‧‧‧刮除部

124a‧‧‧側面

124b‧‧‧貫孔

14‧‧‧操作桿

20‧‧‧電解裝置

22‧‧‧本體

22a‧‧‧容槽

22b‧‧‧穿孔

24‧‧‧頂蓋

24a‧‧‧孔

26‧‧‧導電棒

261‧‧‧電解生成物

30‧‧‧匯集裝置

32‧‧‧第一管路

34‧‧‧第二管路

R1、R2‧‧‧外徑

圖１為本發明一較佳實施例的示意圖。 圖２為上述較佳實施例之部分結構的立體圖。 圖３為上述較佳實施例之部分結構的立體圖。 圖４為圖３之４－４方向剖視圖。 圖５為上述較佳實施例之部分結構的立體圖。 圖６類似於圖５。 圖７類似於圖４。

Claims (19)

1. 一種清除裝置，係用以移除附著於一電解裝置之至少一導電棒表面的電解生成物，該清除裝置包含有：一刮具，具有一貫孔為該導電棒穿過，該刮具係受操控而沿著該導電棒的軸向移動以移除附著於該導電棒表面的電解生成物。
2. 如請求項1所述之清除裝置，其中該刮具呈錐台狀，且該貫孔貫穿該刮具的頂側與底側。
3. 如請求項1所述之清除裝置，其中該刮具為耐腐蝕的材質所製成。
4. 如請求項3所述之清除裝置，其中該刮具的材質為ABS樹酯、聚丙烯或不鏽鋼。
5. 如請求項1所述之清除裝置，其中該刮具之貫孔孔形與該導電棒垂直軸線的切面之輪廓相同，且該貫孔孔緣接近該導電棒之表面。
6. 一種電解設備，包括：至少一電解裝置，包括一本體、一陽極與一陰極，其中該本體內部形成一容槽供容置該陽極與該陰極，且該陰極的表面具有電解生成物；至少一清除裝置，包含有至少一刮具位於該容槽中；該至少一刮具具有一貫孔為該陰極穿過，且該刮具係受操控而沿著該陰極的軸向移動以移除該陰極表面的電解生成物。
7. 如請求項6所述之電解設備，其中該本體底側具有一穿孔連通該容槽與外界。
8. 如請求項7所述之電解設備，其中該容槽槽底呈倒錐狀，且該穿孔形成於該倒錐狀的一頂角。
9. 如請求項6所述之電解設備，其中該容槽槽壁具有一金屬層。
10. 如請求項9所述之電解設備，其中該金屬層為白金材質。
11. 如請求項9所述之電解設備，其中該金屬層構成該陽極。
12. 如請求項6所述之電解設備，其中該陰極為一導電棒。
13. 如請求項11所述之電解設備，其中該刮具呈錐台狀，且該貫孔貫穿該刮具的頂側與底側。
14. 如請求項11所述之電解設備，其中該刮具為耐腐蝕的材質所製成。
15. 如請求項14所述之電解設備，其中該刮具的材質為ABS樹酯、聚丙烯或不鏽鋼。
16. 如請求項6所述之電解設備，包含有一匯集裝置，係用以匯集該清除裝置移除之電解生成物。
17. 如請求項16所述之電解設備，該至少一電解裝置的該本體具有一穿孔連通該容槽與外界；該匯集裝置包含有至少一第一管路，以及連通該至少一第一管路的一第二管路，其中該至少一第一管路與相對應的穿孔連通，該第二管路與一集料槽連通。
18. 如請求項6所述之電解設備，包含有一驅動裝置，係用以驅動該至少一清除裝置沿一直線前進。
19. 如請求項6所述之電解設備，其中該刮具之貫孔孔形與該導電棒垂直軸線的切面之輪廓相同，且該貫孔孔緣接近該導電棒之表面。