水电解制氢电解装置

1038 编辑：中冶有色技术网来源：苏州铂瑞电极工业有限公司

2024-04-08 13:16:49

权利要求书： 1.一种水电解制氢电解装置，其特征在于：包括电解罐(1)、气泵(2)、冷凝器(3)、脱氧机(4)、连接管(5)、杂质管(24)、氢气管(25)、混合机构、调节机构、防护机构、安全机构和电解机构；所述电解罐(1)、气泵(2)、冷凝器(3)和脱氧机(4)之间均通过连接管(5)连通，所述杂质管(24)和氢气管(25)均固定安装在(4)的一侧，所述电解罐(1)内开设有电解腔(6)，所述电解罐(1)内开设有安装腔(7)，所述安装腔(7)位于电解腔(6)的底部，所述混合机构固定安装在安装腔(7)的内底部，所述调节机构固定安装在安装腔(7)的内底部，所述防护机构固定安装在电解腔(6)的内底部，所述安全机构固定安装在电解罐(1)的顶部，所述电解机构设置在电解腔(6)的内顶部。

2.根据权利要求1所述的一种水电解制氢电解装置，其特征在于，所述混合机构包括混合电机(9)，所述混合电机(9)固定安装在安装腔(7)的内底部，所述安装腔(7)的内顶部开设有安装孔(8)，所述混合电机(9)的转动端插接在安装孔(8)内，所述混合电机(9)的转动端固定安装有波纹板(11)。

3.根据权利要求1所述的一种水电解制氢电解装置，其特征在于，所述防护机构包括两个防护座(12)，两个所述防护座(12)对称固定安装在电解腔(6)的内底部，且每个所述防护座(12)的顶部均开设有通孔(13)。

4.根据权利要求3所述的一种水电解制氢电解装置，其特征在于，所述调节机构包括两个调节电机(14)，两个所述调节电机(14)对称固定安装在安装腔(7)的内底部，每个所述通孔(13)均对称开设在安装腔(7)的内顶部，每个所述调节电机(14)转动端均固定安装有调节螺杆(15)，每个所述调节螺杆(15)均插接在通孔(13)内，且每个所述调节螺杆(15)远离调节电机(14)的一端均与电解腔(6)的内顶部转动连接，所述电解腔(6)内设置有调节板(22)，所述调节板(22)的顶部对称开设有两个螺纹孔(23)，每个所述调节螺杆(15)均螺纹连接在螺纹孔(23)内。

5.根据权利要求4所述的一种水电解制氢电解装置，其特征在于，所述安全机构包括行程开关A(20)，所述行程开关A(20)固定安装在电解罐(1)的顶部，所述电解腔(6)的内顶部固定安装有行程开关B(21)，且所述行程开关A(20)和行程开关B(21)均与调节电机(14)电性连接。

6.根据权利要求4所述的一种水电解制氢电解装置，其特征在于，所述电解机构包括两个滑孔(17)，两个所述滑孔(17)多次开设在电解腔(6)的内顶部，每个所述滑孔(17)内均滑动连接有导电板(16)，每个所述导电板(16)外侧的顶部均固定安装有限位板(18)，每个所述导电板(16)的顶部均固定连接有连接线(19)，每个所述导电板(16)的底部均与调节板(22)固定连接。

7.根据权利要求2所述的一种水电解制氢电解装置，其特征在于，所述安装孔(8)内设置有密封轴承(10)。

8.根据权利要求6所述的一种水电解制氢电解装置，其特征在于，所述调节板(22)的材质为聚乙烯。

说明书：一种水电解制氢电解装置技术领域[0001] 本实用新型涉及电解装置技术领域，尤其涉及一种水电解制氢电解装置。背景技术[0002] 水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法，在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气；

[0003] 现有专利(公开号：CN208279692U)公开了一种电解水制氢装置，通过设置变压器，将电压控制在合适的范围内，通过设置整流板，使气体均匀流过，通过设置冷凝器，将气体

温度冷却至合适温度，并使气体中的水蒸气分离，通过设置活性炭吸附层，进一步吸附气体

中的水分及部分杂质，通过设置氢分离器，将氢气分离出来，保证氢气纯度，能够高效地生

产氢气。

[0004] 但是上述一种电解水制氢装置在实际使用中仍存在以下问题：装置中电解片在液体中并不具备调节接触面积的功能，使得操作人员无法根据液体的导电性调整电解片与液

体的接触面积，使得液体导电性较差时，制取氢气的效率较低。

实用新型内容

[0005] 本实用新型提供一种水电解制氢电解装置，解决了现有的电解水制氢装置中电解片在液体中并不具备调节接触面积的功能，使得操作人员无法根据液体的导电性调整电解

片与液体的接触面积，使得液体导电性较差时，制取氢气的效率较低的技术问题。

[0006] 为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种水电解制氢电解装置，包括电解罐、气泵、冷凝器、脱氧机、连接管、杂质管、氢气管、混合机构、调节机构、防护机构、

安全机构和电解机构；所述电解罐、气泵、冷凝器和脱氧机之间均通过连接管连通，所述杂

质管和氢气管均固定安装在的一侧，所述电解罐内开设有电解腔，所述电解罐内开设有安

装腔，所述安装腔位于电解腔的底部，所述混合机构固定安装在安装腔的内底部，所述调节

机构固定安装在安装腔的内底部，所述防护机构固定安装在电解腔的内底部，所述安全机

构固定安装在电解罐的顶部，所述电解机构设置在电解腔的内顶部。

[0007] 优选的，所述混合机构包括混合电机，所述混合电机固定安装在安装腔的内底部，所述安装腔的内顶部开设有安装孔，所述混合电机的转动端插接在安装孔内，所述混合电

机的转动端固定安装有波纹板，通过混合电机带动波纹板转动，使得波纹板对电解腔内的

水以及其他的电解质进行搅拌混合。

[0008] 优选的，所述防护机构包括两个防护座，两个所述防护座对称固定安装在电解腔的内底部，且每个所述防护座的顶部均开设有通孔，通过防护座的安装可使波纹板位于两

个防护座之间，以防止调节机构过度下降而导致波纹板损坏。

[0009] 优选的，所述调节机构包括两个调节电机，两个所述调节电机对称固定安装在安装腔的内底部，每个所述通孔均对称开设在安装腔的内顶部，每个所述调节电机转动端均

固定安装有调节螺杆，每个所述调节螺杆均插接在通孔内，且每个所述调节螺杆远离调节

电机的一端均与电解腔的内顶部转动连接，所述电解腔内设置有调节板，所述调节板的顶

部对称开设有两个螺纹孔，每个所述调节螺杆均螺纹连接在螺纹孔内，通过调节电机带动

调节螺杆转动，使得调节螺杆外侧螺纹连接的调节板可在调节螺杆上移动，并带动电解机

构移动，以便于调节电解机构与电解腔内液体的接触面积。

[0010] 优选的，所述安全机构包括行程开关A，所述行程开关A固定安装在电解罐的顶部，所述电解腔的内顶部固定安装有行程开关B，且所述行程开关A和行程开关B均与调节电机

电性连接，通过行程开关A和行程开关B的安装可防止电机机构和调节机构过度上升或下降

导致电解机构和调节螺杆损坏。

[0011] 优选的，所述电解机构包括两个滑孔，两个所述滑孔多次开设在电解腔的内顶部，每个所述滑孔内均滑动连接有导电板，每个所述导电板外侧的顶部均固定安装有限位板，

每个所述导电板的顶部均固定连接有连接线，每个所述导电板的底部均与调节板固定连

接，通过调节板带动导电板在电解腔内上升或下降，使得导电板与电解腔内液体对的接触

面积得以调整，进而电解腔内液体的导电率和制取氢气的速度也得以调整。

[0012] 优选的，所述安装孔内设置有密封轴承，由于安装孔内设置有密封轴承并且每个通孔内均安装有密封套，使得电解腔内液体不会通过密封轴承和通孔流入安装腔内而导致

混合电机和调节电机损坏。

[0013] 优选的，所述调节板的材质为聚乙烯，由于调节板的材质为聚乙烯，使其不具有导电性，进而导电板上的电流不会通过调节板行程回路，而导致导电板无法对电解腔内液体

进行电解。

[0014] 本实用新型的有益效果：[0015] 1、本实用新型中，通过调节电机带动调节螺杆转动，从而使调节板可通过螺纹孔在调节螺杆的外侧上下移动，并带动导电板移动，从而可调节导电板与电解腔内液体的接

触面积，进而使得导电板周围产生的氢气量得以调整。

[0016] 2、本实用新型中，通过混合电机带动波纹板转动，使得波纹板可对电解腔内液体进行搅拌，并扰乱电解腔内水流，使得电解腔内的水和电解质混合得我更加均匀，以提高电

解制氢的效率。

附图说明[0017] 图1为一种水电解制氢电解装置的结构示意图；[0018] 图2为一种水电解制氢电解装置中电解罐的剖视图；[0019] 图3为图2中A处的放大图；[0020] 图4为图2中B处的放大图。[0021] 图中标号：1、电解罐；2、气泵；3、冷凝器；4、脱氧机；5、连接管；6、电解腔；7、安装腔；8、安装孔；9、混合电机；10、密封轴承；11、波纹板；12、防护座；13、通孔；14、调节电机；

15、调节螺杆；16、导电板；17、滑孔；18、限位板；19、连接线；20、行程开关A；21、行程开关B；

22、调节板；23、螺纹孔；24、杂质管；25、氢气管。

具体实施方式[0022] 下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确

的界定。

[0023] 参见附图1至4所示，本实施例中的一种水电解制氢电解装置，包括电解罐1、气泵2、冷凝器3、脱氧机4、连接管5、杂质管24、氢气管25、混合机构、调节机构、防护机构、安全机

构和电解机构；电解罐1、气泵2、冷凝器3和脱氧机4之间均通过连接管5连通，杂质管24和氢

气管25均固定安装在脱氧机4的一侧，电解罐1内开设有电解腔6，电解罐1内开设有安装腔

7，安装腔7位于电解腔6的底部，混合机构固定安装在安装腔7的内底部，调节机构固定安装

在安装腔7的内底部，防护机构固定安装在电解腔6的内底部，安全机构固定安装在电解罐1

的顶部，电解机构设置在电解腔6的内顶部，通过混合机构的安装，使得混合机构可对电解

腔6内需要电解的水以及电解质进行充分的混合搅拌，调节机构可调节电解机构与水和电

解质的接触面积，防护机构可防止调节机构过度下降而导致混合机构受损，安全机构可对

调节机构的上升或下降进行限制，当电解机构将水进行电解后，水中会产生氢气、氧气和水

以及其他杂质，通过气泵2可将氢气、氧气和水以及其他杂质排入冷凝器3内，并通过冷凝器

3将水汽以及其他杂质冷凝成液体，并通过脱氧机4将氧气排出，并有杂质管24将水和其他

杂质排出，氢气则通过氢气管25排出存储罐内。

[0024] 所述混合机构包括混合电机9，混合电机9固定安装在安装腔7的内底部，安装腔7的内顶部开设有安装孔8，混合电机9的转动端插接在安装孔8内，混合电机9的转动端固定

安装有波纹板11，通过混合电机9带动波纹板11转动，使得波纹板11对电解腔6内的水以及

其他的电解质进行搅拌混合。

[0025] 所述混合电机9采用110ZYT04。[0026] 所述防护机构包括两个防护座12，两个防护座12对称固定安装在电解腔6的内底部，且每个防护座12的顶部均开设有通孔13，通过防护座12的安装可使波纹板11位于两个

防护座12之间，以防止调节机构过度下降而导致波纹板11损坏。

[0027] 所述调节机构包括两个调节电机14，两个调节电机14对称固定安装在安装腔7的内底部，每个通孔13均对称开设在安装腔7的内顶部，每个调节电机14转动端均固定安装有

调节螺杆15，每个调节螺杆15均插接在通孔13内，且每个调节螺杆15远离调节电机14的一

端均与电解腔6的内顶部转动连接，电解腔6内设置有调节板22，调节板22的顶部对称开设

有两个螺纹孔23，每个调节螺杆15均螺纹连接在螺纹孔23内，通过调节电机14带动调节螺

杆15转动，使得调节螺杆15外侧螺纹连接的调节板22可在调节螺杆15上移动，并带动电解

机构移动，以便于调节电解机构与电解腔6内液体的接触面积。

[0028] 所述调节电机14采用55ZYTO8。[0029] 所述安全机构包括行程开关A20，行程开关A20固定安装在电解罐1的顶部，电解腔6的内顶部固定安装有行程开关B21，且行程开关A20和行程开关B21均与调节电机14电性连

接，通过行程开关A20和行程开关B21的安装可防止电机机构和调节机构过度上升或下降，

进而导致电解机构和调节螺杆15损坏。

[0030] 所述电解机构包括两个滑孔17，两个滑孔17多次开设在电解腔6的内顶部，每个滑孔17内均滑动连接有导电板16，每个导电板16外侧的顶部均固定安装有限位板18，每个导

电板16的顶部均固定连接有连接线19，每个导电板16的底部均与调节板22固定连接，通过

调节板22带动导电板16在电解腔6内上升或下降，使得导电板16与电解腔6内液体对的接触

面积得以调整，进而电解腔6内液体的导电率和制取氢气的速度也得以调整。

[0031] 所述安装孔8内设置有密封轴承10，由于安装孔8内设置有密封轴承10并且每个通孔13内均安装有密封套，使得电解腔6内液体不会通过密封轴承10和通孔13流入安装腔7内

而导致混合电机9和调节电机14损坏。

[0032] 所述调节板22的材质为聚乙烯，由于调节板22的材质为聚乙烯，使其不具有导电性进而导电板16上的电流不会通过调节板22行程回路，而导致导电板16无法对电解腔6内

液体进行电解。

[0033] 工作原理：[0034] 当需要对电解腔6内液体进行电解制氢时，调节机构启动；[0035] 调节机构实施步骤：[0036] 第一步：操作人员根据电解腔6内液体和电解质的导电率以及需求的制氢速度而启动与外部蓄电池连接的调节电机14；

[0037] 第二步：调节电机14会驱动调节螺杆15转动，并使调节板22在调节螺杆15的外侧滑动；

[0038] 第三步：调节板22会带动导电板16在电解腔6内上升或下降，以调节导电板16与电解腔6内液体的接触面积。

[0039] 当操作人员通过向电解腔6内注入水和电解质时，混合机构启动，混合机构实施步骤：

[0040] 第一步：当操作人员通过向电解腔6内注入水和电解质时，操作人员可启动与外界电源连接的混合电机9；

[0041] 第二步：混合电机9会驱动波纹板11在电解腔6内转动，使得波纹板11可将电解腔6内的水流扰乱，进而使电解腔6内的水和电解质得以均匀混合。

[0042] 以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根

据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。