用于电解水制氢的电解槽和电解水制氢设备的制作方法

本公开涉及电解制氢领域，具体地，涉及一种用于电解水制氢的电解槽和电解水制氢设备。

背景技术：

1、大型碱性电解水制氢设备常含有水平延伸的由极框堆叠形成电解槽，电解槽的轴向长度可达3-5米，需要用端压板夹住电解槽中位于两端的极框，但是由于电解槽的轴向长度太长，电解槽中的极框受到重力因素影响会下坠，电解槽中相邻的两个极框之间会相互错位，进而导致电解槽变形，影响电解作业以及效率。为了抵抗极框的下坠偏移。通常需要为端压板提供较大压紧力使得电解槽的下坠幅度减小。但是过大的压紧力会导致极被挤压框变形，降低电解槽的使用寿命，同时也增加了功耗，增加了生产成本。

技术实现思路

1、本公开的第一个目的是提供一种用于电解水制氢的电解槽，以解决相关技术中电解水制氢设备的电解槽会下坠变形而影响电解作业的问题。

2、为了实现上述目的，本公开提供一种用于电解水制氢的电解槽，包括堆叠设置的多个极框和设置在相邻两个极框之间的垫片，相邻两个所述极框中的一者的侧面设置有第一限位结构，另一者的侧面设置有用于与所述第一限位结构啮合的第二限位结构，所述第一限位结构和所述第二限位结构能够相互啮合以限制相邻两个所述极框的径向位移。

3、可选地，所述极框的第一侧面设置有所述第一限位结构，和/或所述极框的第二侧面设置有所述第二限位结构。

4、可选地，所述第一侧面和/或所述第二侧面构造为斜坡面，所述第一限位结构和所述第二限位结构设置在所述斜坡面上。

5、可选地，所述第一限位结构包括从所述极框的外周边缘向内间隔设置的至少一个第一凸出部，所述第二限位结构包括从所述极框的外周边缘向内间隔设置的至少一个与所述第一凸出部啮合的第二凹陷部。

6、可选地，相邻两个所述第一凸出部之间设置有第一凹陷部，相邻两个所述第二凹陷部之间设置有用于与所述第一凹陷部啮合的第二凸出部。

7、可选地，多个所述第一凸出部和多个所述第二凸出部的径向截面呈三角形、半圆形、半椭圆形、梯形、矩形、正方形或其他多边形中的一种或多种；和/或

8、多个所述第一凹陷部和多个所述第二凹陷部的径向截面呈三角形、半圆形、半椭圆形、梯形、矩形、正方形或其他多边形中的一种或多种。

9、可选地，所述第一凸出部和所述第二凸出部相对于所述极框侧面向外凸出的高度为1mm-3mm；和/或所述第一凹陷部和所述第二凹陷部相对于所述极框侧面向内凹陷的深度为1mm-3mm。

10、可选地，所述第一凸出部相对于所述第一侧面向外凸出的高度有多种，所述第一凹陷部相对于所述第一侧面向内凹陷的深度有多种；

11、所述第二凸出部相对于所述第二侧面向外凸出的高度有多种，所述第二凹陷部相对于所述第二侧面向内凹陷的深度有多种。

12、可选地，所述第一限位结构和所述第二限位结构在径向的延伸长度为0mm-50mm。

13、可选地，所述垫片的一侧面设置有能够与所述第一限位结构啮合的第三限位结构，另一侧面设置有能够与所述第二限位结构啮合的第四限位结构。

14、可选地，所述垫片压缩前的厚度为1mm-5mm，所述垫片压缩后的厚度为0.5mm-4.5mm。

15、可选地，所述垫片的材质为聚四氟乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氟化橡胶和氟塑料中的一种。

16、本公开的第二个目的是提供一种电解水制氢设备，包括上述中任意一项所述的用于电解水制氢的电解槽和设置在所述电解槽两侧的用于压紧所述电解槽的端压板。

17、通过上述技术方案，相邻两个极框的贴合面分别设置有相互啮合的第一限位结构和第二限位结构，第一限位结构和第二限位结构啮合以限制相邻两个极框的径向位移，从而抵挡极框的下坠偏移趋势，同时不需要提高电解槽两端端压板的压紧力，避免了极框被挤压变形，而设置在相邻两个极框之间的垫片能够起到缓冲作用，既增加了相邻两个极框之间的摩擦力，同时垫片也避免了第一限位结构和第二限位结构直接啮合时受到压紧力而发生的接触破损。

18、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，包括堆叠设置的多个极框和设置在相邻两个极框之间的垫片，相邻两个所述极框中的一者的侧面设置有第一限位结构，另一者的侧面设置有用于与所述第一限位结构啮合的第二限位结构，所述第一限位结构和所述第二限位结构能够相互啮合以限制相邻两个所述极框的径向位移。

2.根据权利要求1所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述极框的第一侧面设置有所述第一限位结构，和/或所述极框的第二侧面设置有所述第二限位结构。

3.根据权利要求2所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述第一侧面和/或所述第二侧面构造为斜坡面，所述第一限位结构和所述第二限位结构设置在所述斜坡面上。

4.根据权利要求2所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述第一限位结构包括从所述极框的外周边缘向内间隔设置的至少一个第一凸出部，所述第二限位结构包括从所述极框的外周边缘向内间隔设置的至少一个与所述第一凸出部啮合的第二凹陷部。

5.根据权利要求4所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，相邻两个所述第一凸出部之间设置有第一凹陷部，相邻两个所述第二凹陷部之间设置有用于与所述第一凹陷部啮合的第二凸出部。

6.根据权利要求5所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，多个所述第一凸出部和多个所述第二凸出部的径向截面呈三角形、半圆形、半椭圆形、梯形、矩形或正方形中的一种或多种；和/或

7.根据权利要求5所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述第一凸出部和所述第二凸出部相对于所述极框侧面向外凸出的高度为1mm-3mm；和/或所述第一凹陷部和所述第二凹陷部相对于所述极框侧面向内凹陷的深度为1mm-3mm。

8.根据权利要求5或7所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述第一凸出部相对于所述第一侧面向外凸出的高度有多种，所述第一凹陷部相对于所述第一侧面向内凹陷的深度有多种；

9.根据权利要求1所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述第一限位结构和所述第二限位结构在径向的延伸长度为10mm-50mm。

10.根据权利要求1所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述垫片的一侧面设置有能够与所述第一限位结构啮合的第三限位结构，另一侧面设置有能够与所述第二限位结构啮合的第四限位结构。

11.根据权利要求10所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述垫片压缩前的厚度为1mm-5mm，所述垫片压缩后的厚度为0.5mm-4.5mm。

12.根据权利要求10所述的用于电解水制氢的电解槽，其特征在于，所述垫片的材质为聚四氟乙烯橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、氟化橡胶和氟塑料中的一种。

13.一种电解水制氢设备，其特征在于，包括权利要求1-12中任一项所述的电解槽和设置在所述电解槽两侧的用于压紧所述电解槽的端压板。

技术总结
本公开涉及一种用于电解水制氢的电解槽和电解水制氢设备，包括堆叠设置的多个极框和设置在相邻两个极框之间的垫片，相邻两个极框中的一者的侧面设置有第一限位结构，另一者的侧面设置有用于与第一限位结构啮合的第二限位结构，第一限位结构和第二限位结构能够相互啮合以限制相邻两个极框的径向位移，垫片设置在相邻两个极框中的第一限位结构和第二限位结构之间。通过上述技术方案，第一限位结构和第二限位结构相互啮合能够避免极框的下坠，也避免了极框被挤压变形，垫片能够起到缓冲作用，也避免了第一限位结构和第二限位结构直接啮合时收到压紧力而发生的接触破损。

技术研发人员：计策,廖多香,朱琛
受保护的技术使用者：无锡隆基氢能科技有限公司
技术研发日：20221109
技术公布日：2024/1/12