CN2858672Y - 电化学制氧机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种制氧设备，尤其是涉及一种采用电化学方法制氧的电化学制氧机，包括氧气机壳体，其特征是：该氧气机壳体中设有电解池壳体，电解池壳体中设有氧气气室、上液池、阳极电极、阴极电极、电解槽、空气室、空气室壳体、下液池、电解液循环槽、控制器、氧气净化室、输氧管接口、电源；每一组电解单元由一个阳极电极、阴极电极并联组成了两个电解槽组，每两个电解槽双联共用一个所述阳极电极；本实用新型体积小、不渗漏、克服了温差极化和浓差极化对电极造成的损坏，制氧速度快、制氧效率高。

Description

电化学制氧机

技术领域

本实用新型涉及一种制氧设备，尤其是涉及一种采用电化学方法制氧的电化学制氧机。

背景技术

利用空气电极制氧的电化学制氧机器，基本原理是利用空气电极阴极和金属阳极构成了一个电解槽，在外加电压的作用下，通过电化学过程，将空气中的氧转变为纯氧。最早的电化学制氧装置，选用空气还原电极作为阴极组件，由聚乙烯、活性炭、还原催化剂、乙炔黑和镀银铜网复合组成；阳极组件采用耐腐蚀性强和氧过电位低的析氧金属阳极；电解液采用碱液；净化气体采用气体洗涤瓶；设置限压薄膜，一旦出气口被阻塞而槽内压力增大到一定限值时会自裂，以保护电解槽安全。该装置是由电解槽及外围部件构成，一般均采用相对独立，电解槽中的电解液通过小孔与外部电解液循环，因而电解槽中产生的氧气受限制无法全部快速逸出，造成制氧效率低，一旦缺水或憋气时间长，整机就会损坏。每个电解槽通过小孔与外部相连通，电解液流动性差，电极表面和电解液中的溶氧、氧离子浓度易富集，温差极化和浓差极化使电化学反应不能平稳持续进行，使氧气机不能正常工作。另外，采用螺纹、卡子、紧固连接各部件，碱液渗漏也一直影响着制氧机进入消费市场。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种体积小、不渗漏、克服了温差极化和浓差极化对电极造成的损坏，制氧速度快、制氧效率高的电化学制氧机。

本实用新型通过如下方式实现：

一种电化学制氧机，包括氧气机壳体，其特征是：该氧气机壳体中的一侧设有电解池壳体，电解池壳体中设有氧气气室、氧气气室内设有上液池、下液池、电解液循环槽，上液池和下液池之间设有阳极电极、阴极电极、电解槽、空气室、空气室壳体，氧气机壳体中的另一侧从上至下依次设有控制器、氧气净化室、输氧管接口、电源；

还设有电解单元，每一组电解单元由一个所述阳极电极、阴极电极并联组成了两个电解槽组，所述每两个电解槽双联共用一个所述阳极电极；

所述每一组电解单元之间可以串联组合；

所述电解槽、阳极电极、阴极电极均为长方形，电解槽上下敞开与所述上液池、下液池相连，并通过电解液循环槽使冷热电解液顺畅循环；

所述阳极设置在所述两阴极电极之间；

两片所述阴极电极与空气室壳体是采用铸塑镶嵌的方法铸为一体；

所述每一组电解单元由2个所述电解槽组成，所述电解槽组可以由至少4个电解槽串联而成；

所述电解槽组可以由6个电解槽串联而成；

所述电解槽组可以由8个电解槽串联而成；

所述电解槽组可以由10个、12个、14个、16个等电解槽串联而成。

本实用新型有如下效果：

1)体积小、结构简单、重量轻：本实用新型由壳体、电源、氧气净化室、控制器、电解池组成。电解槽中每个单元由两个阴极共用一个阳极双联组成了一体化的双电解槽。一组电解单元由一个阳极电极、两个阴极电极并联组成了两个电解槽组，多个单元串连可以生产不同出氧量的氧气机，由于共用阳极电极、改进了电解槽的宽度尺寸及电解槽与上、下液池直接敞开相连接，因而成倍地缩小了氧气机的体积。

2)提高了氧气机的工作寿命、可靠性、制氧效率：本实用新型电解槽上下敞开与上、下液池相连通，并通过电解液循环槽使冷热电解液顺畅循环，使电解液在自循环的过程中流动阻力大幅度减小，有效解决了电化学反应的浓差极化和温差极化问题；阳极电极插在两阴电极之间，阴极电极采用铸塑镶嵌的方法将两片阴极电极与空气室壳体铸为一体，形成独立结构后与电解池壁相焊接，电解槽与上、下液池敝开直接相通，避免了传统化学制氧机金属极板与塑料两种材料难于结合密封连接存在的渗漏，从设计方面解决了渗漏问题；析出的氧气在上浮的过程中无结构阻力，且上浮路程短，有效地提高了制氧效率；结构充分减小了电极对电解液的加热、氧气上浮产生的电解液循环的阻力，预防了温差极化和浓差极化对电极造成的损坏，提高了氧气机的工作寿命、可靠性、制氧效率，减小了体积和重量。

3)提高了出氧速度及出氧量：制氧机通电后，空气中的氧气通过阴极电极的过程中被电离为氧离子，电解液中的氧离子随后在阳极处获得电荷，生成氧气分子，电解槽中的氧气分子聚集后形成氧气并上浮，上浮的氧分子气泡在电解液液面不断析出，使氧气气室的压力升高，气压达到一定值后，氧气通过气管进入氧气净化室，经过净化的氧气从输氧管接口逸出。随着电化学反应的进行，电极处的电解液温度升高，并随极板间生成氧分子的上升运动而流向上液池，上下液池中的电解液在温差压力和反应流体力作用下，经过两侧的电解液循环槽进入下液池，电解液在下液池进一步冷却后进入电解槽中，从而使电解液在电解槽及上下液池之间实现了自循环。电解液的自循环降低了电解槽处电解液的温度，使电解槽处的电解液浓度趋于均匀化，有利于电化学反应的进行及提高出氧量。通过电解槽上下部敞开与上、下液池连通，以及截面积较大的两侧电解液循环槽连通，极大减小了电解液自循环的流动阻力，解决了电化学反应的浓差极化和温差极化，提高了出氧速度、出氧量及持续工作时间。

4)多组合：数个电解单元串接可以获得不同出氧量的氧气机。

5)防渗漏：本实用新型阳极电极插入两阴电极之间，不需要采取密封措施，两片阴极电极采用铸塑镶嵌的方法形成独立结构后与电解池壁焊接为一体，从而避免了传统电化学制氧机对两种材料结合在一起的密封难度，同时也避免了采用螺纹、卡子、紧固连接存在的渗漏缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型电解单元的结构示意图。

具体实施方式

一种电化学制氧机，包括氧气机壳体1，如图1和2所示：该氧气机壳体1中设有电解池壳体2，电解池壳体2中设有氧气气室3、上液池4、阳极电极5、阴极电极6、电解槽8、空气室12、空气室壳体16、下液池14、电解液循环槽15、控制器9、氧气净化室10、输氧管接口11、电源13，每一组电解单元7由一个所述阳极电极5、阴极电极6并联组成了两个电解槽组，每两个电解槽8双联共用一个所述阳极电极5，每一组电解单元7之间可以串联组合，电解槽8、阳极电极5、阴极电极6均为长方形，电解槽8上下敞开与上液池4、下液池14相连，并通过电解液循环槽15使冷热电解液顺畅循环，阳极电极5插在两阴极电极6之间，两片所述阴极电极6与空气室壳体16是采用铸塑镶嵌的方法铸为一体，形成独立结构后与电解池壁相焊接，预防了阴极电极处存在的渗漏问题，每一组电解单元7由2个所述电解槽8组成，电解槽组可以根据出氧量的多少，由4个、6个、8个、10个、12个、14个、16个等电解槽8串联而成。

Claims (10)

1.一种电化学制氧机，包括氧气机壳体(1)，其特征是：该氧气机壳体(1)中的一侧设有电解池壳体(2)，电解池壳体(2)中设有氧气气室(3)、氧气气室(3)内设有上液池(4)、下液池(14)、电解液循环槽(15)，上液池(4)和下液池(14)之间设有阳极电极(5)、阴极电极(6)、电解槽(8)、空气室(12)、空气室壳体(16)，氧气机壳体(1)中的另一侧从上至下依次设有控制器(9)、氧气净化室(10)、输氧管接口(11)、电源(13)。

2.如权利要求1所述的电化学制氧机，其特征是：还设有电解单元(7)，每一组电解单元(7)由一个所述阳极电极(5)、阴极电极(6)并联组成了两个电解槽组，所述每两个电解槽(8)双联共用一个所述阳极电极(5)。

3.如权利要求2所述的电化学制氧机，其特征是：所述每一组电解单元(7)之间可以串联组合。

4.如权利要求1或2所述的电化学制氧机，其特征是：所述电解槽(8)、阳极电极(5)、阴极电极(6)均为长方形，电解槽(8)上下敞开与所述上液池(4)、下液池(14)相连，并通过电解液循环槽(15)使冷热电解液顺畅循环。

5.如权利要求1或2所述的电化学制氧机，其特征是：所述阳极(5)设置在所述两阴极电极(6)之间。

6.如权利要求1或2所述的电化学制氧机，其特征是：两片所述阴极电极(6)与空气室壳体(16)是采用铸塑镶嵌的方法铸为一体。

7.如权利要求2所述的电化学氧气机，其特征是：所述每一组电解单元(7)由2个所述电解槽(8)组成，所述电解槽组可以由至少4个电解槽(8)串联而成。

8.如权利要求7所述的电化学氧气机，其特征是：所述电解槽组可以由6个电解槽(8)串联而成。

9.如权利要求7所述的电化学氧气机，其特征是：所述电解槽组可以由8个电解槽(8)串联而成。

10.如权利要求7所述的电化学氧气机，其特征是：所述电解槽组可以由10个、12个、14个、16个电解槽(8)串联而成。

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