电解槽密封结构及电解槽的制作方法

本申请涉及电解制氢设备，具体而言，涉及一种电解槽密封结构及电解槽。

背景技术：

1、水电解制氢是指在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子被解离生成氧气和氢气，分别从电解槽阳极和阴极析出。质子交换膜水电解(proton exchange membranewater electric,pemwe)制氢具有电流密度高、效率高、氢气纯度高、产氢压力大(3-4mpa)、动态响应速度快、占地面积小、操作灵活等优点，适用于风光等可再生能源发电直接耦合制氢，被认为是极具发展前景的水电解制氢技术。

2、氢气的输送一直是制约氢能产业链发展的难题。将氢气与天然气掺混，利用在役天然气管道及其输配管网进行输送，是目前可实现安全、高效、大规模和长距离输氢的最佳潜在方式。利用天然气管道掺氢时需要的氢气压力为4mpa，常压下电解水制出的氢气输送时，需要采用压缩机对氢气进行增压，一方面压缩效率低导致能耗高，另一方面增加了制氢的复杂性和不可靠性。开发高压电解水制氢技术，不仅能够提升效率、降低能耗，还能够大幅简化氢能制取工艺，集成度更高，运维成本低。

3、电解槽是制氢过程中的核心设备，通常由双极板和密封圈等组成，密封圈通过形成多级密封可以有效避免气体的外泄，然而如果双极板和密封圈的加工公差较大，会导致密封圈的压缩率不一致，严重时会导致密封失效。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种电解槽密封结构及电解槽，解决现有电解槽的密封结构因密封圈的压缩率不一致而导致密封失效的问题。

2、本申请一种电解槽密封结构的技术方案之一为：

3、一种电解槽密封结构，其中，包括：

4、板面相互平行且相对设置的第一极板和第二极板；

5、相对设置的两个密封垫，所述的两个密封垫设置在第一极板与第二极板之间，所述第一极板、第二极板相对的板面上均设置有第一密封槽和第二密封槽，所述的两个密封垫分别密封压设于相应的第一密封槽和第二密封槽内，进而分别形成用于防止生成气体外泄的第一密封区域和用于防止氢氧串漏的第二密封区域；

6、所述第一极板上的第一密封槽和第二密封槽的槽底处于第一平面内，且该第一平面与所述第一极板板面所在的平面平行；

7、所述第二极板上的第一密封槽和第二密封槽的槽底处于第二平面内，且该第二平面与所述第二极板板面所在的平面平行。

8、上述的电解槽密封结构，其中，所述密封垫包括第一密封部和至少两个第二密封部，所述第一密封垫的形状与所述第一密封槽适配，且第一密封部的数量与第一密封槽相同且一一对应，进而使得第一密封部密封压接在对应的第一密封槽内以形成封闭的所述第一密封区域；

9、所述第二密封部的形状与第二密封槽适配，且第二密封部的数量与第二密封槽相同且一一对应，进而使得第二密封部密封压接在对应的第二密封槽内以形成封闭的所述第二密封区域。

10、上述的电解槽密封结构，其中，每一个密封垫中，所述第一密封部为封闭结构，所述的至少两个第二密封部均为部分封闭结构，且该第二密封部开口的两端分别相连接在对应第一密封部的外侧壁上。

11、上述的电解槽密封结构，其中，所述第一极板和第二极板相对板面的边缘上均设置有阳极槽和阴极槽，且所述阳极槽和阴极槽数量相等且一一对应；

12、所述阳极槽用于安装连接阳极，所述阴极槽用于安装连接阴极，且所述阴极和阳极通过不同的第二密封区域隔离。

13、上述的电解槽密封结构，其中，所述第一密封部或第二密封部沿垂直于其板面方向的截面为矩形、梯形、圆形或半圆形中的至少一种。

14、上述的电解槽密封结构，其中，还包括设置在两个密封垫之间的膜电极。

15、本申请一种电解槽密封结构的技术方案之二为：

16、一种电解槽密封结构，其中，包括：

17、板面相互平行且相对设置的第一极板和第二极板；

18、相对设置的第一密封垫和第二密封垫，所述第一密封垫和第二密封垫位于第一极板与第二极板之间，所述第一极板与第二极板相对的板面上设置有第一密封槽和第二密封槽，所述第二极板与第一极板相对的板面上设置有所述第二密封槽，所述第一密封垫分别密封压接在所述第一极板的第一密封槽和第二密封槽内，所述第二密封垫密封压接在所述第二极板的第二密封槽内；

19、垫片，所述垫片相对于密封压接于所述第一密封槽内的第一密封垫设置，且所述垫片沿第一极板或第二极板厚度方向的长度不超过第二密封垫密封压接于第二密封槽内且相对第二密封槽深度多出的高度。

20、上述的电解槽密封结构，其中，所述第一密封垫包括第一密封部和至少两个第二密封部，所述第二密封垫包括与第一密封垫数量相等的第二密封部，所述第一密封部为封闭结构，所述的至少两个第二密封部均为部分封闭结构，且该第二密封部开口的两端分别相连接在对应第一密封部的外侧壁上；

21、所述垫片的形状与所述第一密封部适配，且垫片的数量与第一密封部相同且一一对应，且所述的至少两个第二密封部开口的两端分别连接在垫片的外侧壁上，以形成第二密封区域。

22、上述的电解槽密封结构，其中，所述垫片包括垫片单体，所述垫片单一的数量与用于与第二极板密封压接的第二密封部相同且一一对应，所述的多个垫片单一依次首尾相连进而合围形成与所述第一密封部形状适配的封闭区域，且每一个垫片的两端还分别与对应第二密封部开口的两端相连接。

23、上述的电解槽密封结构，其中，所述第一极板上的第一密封槽的槽底与第二密封槽处于第三平面内，且该第三平面与第一极板板面所在平面平行。

24、上述的电解槽密封结构，其中，还包括膜电极，所述膜电极分别位于第一密封部与垫片之间及密封压接于第一极板和第二极板的第二密封部之间。

25、本申请一种电解槽的技术方案为：

26、一种电解槽，其中，包括上述的电解槽密封结构。

27、有益效果：

28、1.本申请实施例1提供的一种电解槽密封结构中，第一极板上的第一密封槽和第二密封槽，以及第二极板上的第一密封槽和第二密封槽的槽底处于同一个加工平面内，结合两个密封垫的厚度规格一致并且可以控制施加在第一极板和第二极板上的压力相同，使得在施力加压第一极板和第二极板时，受到挤压的两个密封垫的压缩率可以保证一致，从而使得两个密封垫与对应密封槽的密封效果相同，增强了密封结构的密封效果。

29、2.本申请实施例2提供的一种电解槽密封结构中，可以不保证第一密封槽的槽底与第二密封槽的槽底处于同一加工平面，降低了加工难度，通过调整垫片的数量或厚度，也可以保证第一密封垫与和第二密封垫的压缩率一致。

30、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种电解槽密封结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电解槽密封结构，其特征在于，所述密封垫包括第一密封部和至少两个第二密封部，所述第一密封垫的形状与所述第一密封槽适配，且第一密封部的数量与第一密封槽相同且一一对应，进而使得第一密封部密封压接在对应的第一密封槽内以形成封闭的所述第一密封区域；

3.根据权利要求2所述的电解槽密封结构，其特征在于，每一个密封垫中，所述第一密封部为封闭结构，所述的至少两个第二密封部均为部分封闭结构，且该第二密封部开口的两端分别相连接在对应第一密封部的外侧壁上。

4.根据权利要求2所述的电解槽密封结构，其特征在于，所述第一极板和第二极板相对板面的边缘上均设置有阳极槽和阴极槽，且所述阳极槽和阴极槽数量相等且一一对应；

5.根据权利要求2所述的电解槽密封结构，其特征在于，所述第一密封部或第二密封部沿垂直于其板面方向的截面为矩形、梯形、圆形或半圆形中的至少一种。

6.一种电解槽密封结构，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的电解槽密封结构，其特征在于，所述第一密封垫包括第一密封部和至少两个第二密封部，所述第二密封垫包括与第一密封垫数量相等的第二密封部，所述第一密封部为封闭结构，所述的至少两个第二密封部均为部分封闭结构，且该第二密封部开口的两端分别相连接在对应第一密封部的外侧壁上；

8.根据权利要求7所述的电解槽密封结构，其特征在于，所述垫片包括垫片单体，所述垫片单一的数量与用于与第二极板密封压接的第二密封部相同且一一对应，所述的多个垫片单一依次首尾相连进而合围形成与所述第一密封部形状适配的封闭区域，且每一个垫片的两端还分别与对应第二密封部开口的两端相连接。

9.根据权利要求6所述的电解槽密封结构，其特征在于，所述第一极板上的第一密封槽的槽底与第二密封槽处于第三平面内，且该第三平面与第一极板板面所在平面平行。

10.一种电解槽，其特征在于，包括权利要求1至5或权利要求6至9任意一项所述的电解槽密封结构。

技术总结本申请实施例提供了一种电解槽密封结构及电解槽，涉及电解制氢技术领域，包括第一极板、第二极板、两个密封垫和膜电极，第一极板和第二极板上均设置有第一密封槽和第二密封槽，两个密封垫分别密封压设于第一密封槽和第二密封槽内，第一极板上的第一密封槽和第二密封槽的槽底处于第一平面内，且该第一平面与第一极板板面所在的平面平行，第二极板上的第一密封槽和第二密封槽的槽底处于第二平面内，且该第二平面与第二极板板面所在的平面平行。本申请实施例中，通过保证两个密封垫的压缩率一致，可以有效增加密封结构及电解槽的密封效果。技术研发人员：李江飞,丁铁新,李庆雨,沈荣安,方川,张宇航,彭善龙受保护的技术使用者：北京亿华通氢能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9