[发明专利]塔式无膜动态电解槽

权利要求书

1.本发明——塔式无膜动态电解槽提出了一种无污染、小体积、大功率、高效率的电解水制氢·氧装置，能把光伏、风电等可再生能源高效地转化为氢能，进行储存或输送，为可再生能源替代传统化石能源铺平了道路。本发明结构设计紧凑，使用常见无污染的材料，巧妙运用了物质的自然运动规律，形成了发明人首创的：塔式引导无隔膜氢·氧气分离与收集技术；符合尖端释放电子原理的——极针阵列电解技术；横向大面积动态供电技术等。解决了传统电解技术效率低、体积大、成本高，根本无法大规模生产等问题，使可再生能源具备了替代传统化石能源的能力。本发明是由：1.集气罩；2.集气罩叠加后构成的——集气窗；3.三种大面积极针阵列导电的电极板(标准电极板，单面电极板、端子电极板)；4.三种电极板与集气窗构成的——分离塔(标准分离塔、单面分离塔、端子分离塔)；5.框架；6.夹板；7.单面分离塔、夹板及连体双管接头构成的——夹板组件；8.由上述所有零部件组合装配而成的——塔式无膜动态电解槽。

2.根据权利要求1的要求所述的——集气罩(见说明书附图1)：是由收集面(1-1)与弯钩面(1-3)结合成光滑的曲面，它的横向剖切面(1-2)形似鱼钩(或L)状，收集面(1-1)与夹边(1-6)边线之间的夹角角度为0°-90°角度内(45°为集气罩收集面的最佳角度)，极针释放电子电解产生的气泡，在浮力作用下会沿集气罩的收集面，按要求的轨迹运动，达到氢·氧气收集的目的。

3.根据权利要求1的要求所述的——集气窗(1-7)(见说明书附图1)：集气罩按照收集面与夹边(1-6)之间的夹角(1-8)0°-90°角度(45°最佳角度)为——导流角进行叠加，在叠加后的集气罩两端分别制有夹边(1-6)，两夹边之间再制有均匀分布的加强筋构成。集气窗的作用是使电极板包括极针阵列电解产生的氢气(或氧气)，在集气罩收集面的作用下达到汇聚的目的。

4.根据权利要求1的要求所述的——三种大面积导电电极板(见说明书附图2及附图3)：标准电极板(2-6)的两面制有形状相同、面积相等的极针阵列与绝缘边(2-5)；单面电极板(3-1)，只有一面制有位置、面积、形状与标准电极板相同的极针阵列(3-4)，另一面制有与极针阵列面积相等的导电层(3-2)，导电层上制有起导电与固定作用的铜螺柱(3-3)；端子电极板(2-7)，只是把标准电极板的外形制成向外凸出的接线端子(2-8)。三种电极板都制有大量极针，其目的是：增加尖端释放电子数量，增加导电面积、提高导电能力、减小电阻(欧姆电阻定律)、降低热损耗(焦耳楞次定律)，达到实现提高效率的目的。

5.根据权利要求1的要求所述的——分离塔(见说明书附图4)〔标准分离塔(4-1)、单面分离塔(4-3)、端子分离塔(4-2)〕：三种分离塔上的，集气窗、极针阵列，位置应当相同一致。集气窗比要覆盖的极针阵列多两层集气罩(1-4)，装配时集气窗多出来的两层集气罩，放在极针阵列最下方。这样做的目的，是防止电解槽进水时，引起电解液的翻滚，将电解出的氢(氧)气泡带出集气窗外。

6.根据权利要求1的要求所述的——框架(见明书附图5)：框架(5-1)的外形是一个矩形，内部下方是一个矩形腔小室(5-2)，上部是用隔板(5-11)分开的两个独立气室(5-7)、(5-8)，气室的形状与隔板(5-11)的形状相同，是近似的梯形，隔板正面的气室与背面的气室，是以Z轴为中心的对称图形。气室的梯形斜面叫——导流面(5-4)，导流面与两侧相接的面成流线型曲面，目的是让上升的气体流动更加顺畅。下部的矩形腔小室(5-2)，是电解室的离子交换区，矩形腔与上部隔板两侧梯形气室连通，构成气体(氢或氧)向上运动的通道，隔板正面的凹台(5-3)与隔板背面凹台的形状对称且相同，供安装固定电极板用，当电极板的边框与框架凹台熔接，框架的上部就形成了两个独立的气室(5-7)、(5-8)，隔板正面的气室(5-7)通过小孔(5-6)与框架上部右侧的腰形孔(5-5)相通，构成泡沫气体的输出通道；隔板背面的气室(5-8)通过小孔(5-9)与框架左边的腰形孔(5-10)相通，构成泡沫气体的另一个输出通道。