專利名稱：膜電極電解臭氧發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以純水為原料的膜電極電解臭氧發(fā)生器，屬于電解臭氧發(fā)生器技
術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，以純水為原料的電解臭氧發(fā)生器的有多種結(jié)構(gòu)，例如本發(fā)明人向中國(guó)專利 局提出的專利號(hào)為ZL200520113829. 9的實(shí)用新型名稱為"電解臭氧發(fā)生器一種陽(yáng)極結(jié)構(gòu)" 的實(shí)用新型專利。還有中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?7122126. X，發(fā)明名稱為"電解式臭氧發(fā)生裝置"的 發(fā)明專利。 上述結(jié)構(gòu)，有如下缺點(diǎn) 1、臭氧具有極強(qiáng)的氧化腐蝕性，在運(yùn)行過(guò)程中，大體積的密封裝置與臭氧直接接
觸，因表面積較大更容易受到臭氧的氧化腐蝕，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后，導(dǎo)致密封裝置物理特
性發(fā)生老化，密封性能下降，進(jìn)而密封失效，使其產(chǎn)生的氣體與原料水的泄漏。 2、采用多處密封裝置方式密封，不但增加成本或使操作工藝變的復(fù)雜，且無(wú)論與
臭氧接觸面積多么細(xì)小都無(wú)法完全避免被臭氧氧化腐蝕，而導(dǎo)致密封失效。 3、在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后，硅橡膠材質(zhì)的密封裝置無(wú)法抵抗高濃度臭氧的氧化
腐蝕，將快速的老化變硬、失去彈性，而導(dǎo)致密封失效。 4、在緊固之后，緊固力同時(shí)提供密封裝置變形密封與陽(yáng)極催化劑層壓緊質(zhì)子交換 膜所需要的兩個(gè)壓力，由于使密封裝置變形密封所需要的力與陽(yáng)極催化劑層壓緊質(zhì)子交換 膜所需要的力并不相同，將導(dǎo)致另一方的受力過(guò)大或過(guò)小，使密封性能或陽(yáng)極催化劑層與 質(zhì)子交換膜壓緊力受到影響，導(dǎo)致膜電極電解臭氧發(fā)生器性能不穩(wěn)定，進(jìn)而臭氧產(chǎn)生量下 降。 5、在經(jīng)過(guò)運(yùn)行之后，陽(yáng)極催化劑層的厚度會(huì)逐漸變薄，而厚度變薄后，緊固壓板無(wú) 法繼續(xù)提供足夠的壓力，也無(wú)法快速的補(bǔ)償因厚度變薄后所失去的壓力，直接使電解臭氧 發(fā)生器的陽(yáng)極結(jié)構(gòu)松散，陽(yáng)極催化劑層與質(zhì)子交換膜壓緊力不足，使膜電極電解臭氧發(fā)生 器的臭氧產(chǎn)生量下降。 6、常規(guī)陰極結(jié)構(gòu)具有陰極固定板、防腐片、框架、導(dǎo)流板、密封裝置、陽(yáng)極微孔板、 陰極催化劑層等，因此，零件種類繁多，增加生產(chǎn)與組裝復(fù)雜，進(jìn)而影響產(chǎn)品可靠性，導(dǎo)致生 產(chǎn)成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低、密封
性能良好，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，確保電解臭氧發(fā)生器經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，仍能保持優(yōu)良的 密封性，使電解臭氧發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的臭氧產(chǎn)生量，而達(dá)成性能穩(wěn)定的膜電極電解臭氧發(fā) 生器。
本發(fā)明可以通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其包括質(zhì)子交換膜、陽(yáng)極催化劑層、陽(yáng)極微孔板、導(dǎo)流板、陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于其設(shè)有框體，框體內(nèi)設(shè)框體 密封槽，框體密封槽內(nèi)設(shè)密封裝置，框體通過(guò)螺絲與陰極結(jié)構(gòu)緊固在一起使密封裝置與質(zhì) 子交換膜、陽(yáng)極催化劑層及框體完全緊密接觸密封。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的框體通過(guò)螺絲與陰極結(jié)構(gòu)緊固在一起使密
封裝置與質(zhì)子交換膜、陽(yáng)極催化劑層、陽(yáng)極微孔板及框體完全緊密接觸密封。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的框體通過(guò)螺絲與陰極結(jié)構(gòu)緊固在一起使密
封裝置與質(zhì)子交換膜、陽(yáng)極催化劑層、導(dǎo)流板及框體完全緊密接觸密封。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的框體通過(guò)螺絲與陰極結(jié)構(gòu)緊固在一起使密 封裝置與質(zhì)子交換膜、陽(yáng)極催化劑層、陽(yáng)極微孔板、導(dǎo)流板及框體完全緊密接觸密封。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的密封裝置為一氟塑料包覆O型圈。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的框體密封槽為斜面槽。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的框體由框體外圍、薄壁體和導(dǎo)電柱包覆體 連為一體構(gòu)成，導(dǎo)電柱包覆體中的導(dǎo)電柱上設(shè)有緊固壓板，緊固壓板通過(guò)螺絲與陰極結(jié)構(gòu)
緊固在一起。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的薄壁體為弧型、V型或平面型。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的導(dǎo)電柱鑲崁在導(dǎo)電柱包覆體內(nèi)。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的陰極結(jié)構(gòu)設(shè)有陰極固定板，陰極固定板上
設(shè)有螺絲孔、排水孔，陰極固定板上設(shè)有導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽之間通過(guò)溝槽連通，并與排水孔連
通，陰極固定板上設(shè)有陰極微孔板，陰極微孔板上設(shè)有陰極催化劑層。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的導(dǎo)流槽為環(huán)形導(dǎo)流槽。 為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述的陰極固定板采用金屬鈦材料制成。 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下積極效果 1.由于本發(fā)明密封裝置采用氟塑料包覆O型圈，因氟塑料基本不受臭氧所氧化腐
蝕，且完整嚴(yán)密的在0型圈外層包覆，在電解臭氧發(fā)生器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作后，仍能保持優(yōu)良的密
封性，將不會(huì)因其產(chǎn)生的臭氧氣體氧化腐蝕，而造成密封裝置失效，導(dǎo)致產(chǎn)生的氣體與原料
水的泄漏，使膜電極電解臭氧發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的臭氧產(chǎn)生量，而達(dá)成性能穩(wěn)定。 2.在框體通過(guò)機(jī)械緊固與陰極結(jié)構(gòu)緊固為一體后，框體的密封槽將密封裝置通
過(guò)框體密封槽使其定形定位的擠壓變形，其斜面槽將使密封裝置四周產(chǎn)生壓力，使密封裝
置與質(zhì)子交換膜、陽(yáng)極催化劑層、陽(yáng)極微孔板、導(dǎo)流板、框體緊密接觸，進(jìn)而達(dá)到完全密封作用。 3.本發(fā)明將框體6和緊固壓板8均通過(guò)螺絲以機(jī)械緊固方式與陰極結(jié)構(gòu)1緊固在 一起，并由緊固壓板8將緊固力傳導(dǎo)至導(dǎo)電柱13，由于密封裝置7受力變形后內(nèi)圈為平直 滑順，緊固力將藉由導(dǎo)電柱13順利通過(guò)導(dǎo)流板5、陽(yáng)極微孔板4，傳導(dǎo)至陽(yáng)極催化劑層3與 質(zhì)子交換膜2，提供所需穩(wěn)定的壓緊力。另外，由于導(dǎo)電柱13受力，加上與導(dǎo)流板5存在配 合間隙，其周邊與外側(cè)必然產(chǎn)生變形，通過(guò)薄壁體6-2產(chǎn)生變形，吸收此變形量，使薄壁體 6-2外側(cè)完全不受螺絲10及緊固壓板影響，進(jìn)而密封裝置變形量與密封性能不發(fā)生變化， 因此，薄壁體使密封裝置變形密封與陽(yáng)極催化劑層壓緊質(zhì)子交換膜所需要的兩個(gè)不同壓力 完全獨(dú)立，保持電解臭氧發(fā)生器的性能穩(wěn)定。 4.在經(jīng)過(guò)運(yùn)行之后，陽(yáng)極催化劑層的厚度會(huì)逐漸變薄，當(dāng)厚度變薄后，緊固壓板及時(shí)將緊固力將藉由導(dǎo)電柱透過(guò)薄壁體使導(dǎo)電柱向下位移，快速且敏捷的補(bǔ)償陽(yáng)極催化劑層 因厚度變薄后所失去的壓力，避免陽(yáng)極催化劑層與質(zhì)子交換膜壓緊力不足，使膜電極電解 臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)生量下降。 5.本發(fā)明陰極結(jié)構(gòu)的陰極固定板上設(shè)有螺絲孔，用來(lái)緊固膜電極臭氧發(fā)生器整體 與連接直流電源的陰極電極，與常規(guī)陰極固定板有相同功能。本發(fā)明的陰極固定板上設(shè)有 導(dǎo)流槽，可容納原料水，在溝槽內(nèi)原料水和氣體產(chǎn)物對(duì)流、擴(kuò)散，具有導(dǎo)電與冷卻功能，與常 規(guī)導(dǎo)流板相同功能。本發(fā)明的陰極固定板上設(shè)有排水孔，可將陰極的水和氣體產(chǎn)物由排水 孔順利排出。本發(fā)明的陰極固定板采用金屬鈦材料制成，防止其腐蝕，不需要任何防腐的材 料與防腐的處理工藝。因此陰極固定板具有緊固、導(dǎo)流、冷卻、水氣排出的功能，結(jié)合了常規(guī) 陰極固定板、防腐片、框架、導(dǎo)流板的所有功能，與現(xiàn)有技術(shù)的臭氧發(fā)生器相比，具有制備工 藝簡(jiǎn)單、組裝方便，進(jìn)而降低成本20 30%。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的框體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是圖1的陰極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3的陰極固定板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例膜電極電解臭氧發(fā)生器(參見(jiàn)圖1-圖4)，其陰極結(jié)構(gòu)1設(shè)有陰極固定板 1-5，陰極固定板1-5采用金屬鈦材料制成，陰極固定板1-5的周邊均勻設(shè)有螺絲孔1-1，陰 極固定板l-5上設(shè)有環(huán)形導(dǎo)流槽l-2，環(huán)形導(dǎo)流槽1-2的中部設(shè)有橫向溝槽l-4，環(huán)形導(dǎo)流 槽1-2之間通過(guò)溝槽1-4相通，并與排水孔1-3連通。陰極固定板1-5上放上陰極微孔板 1-7，陰極微孔板1-7放上陰極催化劑層l-8，其層厚在0. 1 5mm，陰極催化劑層1_8上放 上質(zhì)子交換膜2(杜邦Nafion 117)。在質(zhì)子交換膜2與電解臭氧發(fā)生器陰極結(jié)構(gòu)相對(duì)的 另一面放上陽(yáng)極催化劑層3，其層厚在0. 1 5mm，陽(yáng)極催化劑層3為二氧化鉛材料制作的 膜層。其制作方式可以是將陽(yáng)極催化劑顆粒自由鋪放在質(zhì)子交換膜2上，然后將陽(yáng)極微孔 板4 (陽(yáng)極微孔板表面經(jīng)處理設(shè)有導(dǎo)電耐蝕保護(hù)層)蓋在陽(yáng)極催化劑層3上，該陽(yáng)極微孔板 4為多孔鈦板，陽(yáng)極微孔板4的孔徑為10 500 ii m，將導(dǎo)流板5壓在陽(yáng)極微孔板4上，導(dǎo)流 板5的一面與陽(yáng)極微孔板4緊密接觸，用密封裝置7將導(dǎo)流板5、陽(yáng)極微孔板4和陽(yáng)極催化 劑層3周邊封繞，密封裝置為氟塑料包覆0型密封圈。再將框體6置于密封裝置7上方，框 體6內(nèi)設(shè)有框體密封槽11，框體密封槽11為斜面槽，密封裝置7置于框體密封槽11內(nèi)，將 框體6通過(guò)螺絲9以機(jī)械緊固方式與陰極結(jié)構(gòu)1的陰極固定板l-5緊固在一起，密封裝置7 通過(guò)框體密封槽11使其定形定位的擠壓變形，達(dá)到與質(zhì)子交換膜2、陽(yáng)極催化劑層3、陽(yáng)極 微孔板4、導(dǎo)流板5、框體6緊密接觸，進(jìn)而達(dá)到完全密封?？蝮w6由框體外圍6-3、薄壁體 6-2和導(dǎo)電柱包覆體6-1連為一體構(gòu)成，薄壁體6-2設(shè)在框體外圍6-3和導(dǎo)電柱包覆體6_1 之間，導(dǎo)電柱包覆體6-l的中心鑲嵌有導(dǎo)電柱13，薄壁體6-2可以為弧型、V型或平面型等 彈性的或可伸縮的結(jié)構(gòu)。將緊固壓板8放置在導(dǎo)電柱13上，將緊固壓板8通過(guò)螺10以機(jī) 械緊固方式與陰極結(jié)構(gòu)1的陰極固定板1-5緊固在一起，由緊固壓板8將緊固力傳導(dǎo)至框
5體6中心，通過(guò)薄壁體6-2產(chǎn)生變形，使其密封裝置7不受螺絲10緊固緊固壓板8的影響， 導(dǎo)致密封性能發(fā)生變化。 此結(jié)構(gòu)的膜電極電解臭氧發(fā)生器的壽命長(zhǎng)于10000小時(shí)。
權(quán)利要求
膜電極電解臭氧發(fā)生器，其包括質(zhì)子交換膜(2)、陽(yáng)極催化劑層(3)、陽(yáng)極微孔板(4)、導(dǎo)流板(5)、陰極結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于其設(shè)有框體(6)，框體(6)內(nèi)設(shè)框體密封槽(11)，框體密封槽(11)內(nèi)設(shè)密封裝置(7)，框體(6)通過(guò)螺絲(9)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一起使密封裝置(7)與質(zhì)子交換膜(2)、陽(yáng)極催化劑層(3)及框體(6)完全緊密接觸密封。
2. 按照權(quán)利要求l所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的框體(6)通過(guò)螺 絲(9)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一起使密封裝置(7)與質(zhì)子交換膜(2)、陽(yáng)極催化劑層(3)、 陽(yáng)極微孔板(4)及框體(6)完全緊密接觸密封。
3. 按照權(quán)利要求l所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的框體(6)通過(guò)螺 絲(9)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一起使密封裝置(7)與質(zhì)子交換膜(2)、陽(yáng)極催化劑層(3)、 導(dǎo)流板(5)及框體(6)完全緊密接觸密封。
4. 按照權(quán)利要求l所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的框體(6)通過(guò)螺 絲(9)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一起使密封裝置(7)與質(zhì)子交換膜(2)、陽(yáng)極催化劑層(3)、 陽(yáng)極微孔板(4)、導(dǎo)流板(5)及框體(6)完全緊密接觸密封。
5. 按照權(quán)利要求1或2或3或4所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的密 封裝置(7)為一氟塑料包覆0型圈。
6. 按照權(quán)利要求l所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的框體密封槽(11) 為斜面槽。
7. 按照權(quán)利要求l所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的框體(6)由框體 外圍(6-3)、薄壁體(6-2)和導(dǎo)電柱包覆體(6-1)連為一體構(gòu)成，導(dǎo)電柱包覆體(6-1)中的 導(dǎo)電柱(13)上設(shè)有緊固壓板(8)，緊固壓板(8)通過(guò)螺絲(10)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一 起。
8. 按照權(quán)利要求7所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的薄壁體(6-2)為 弧型、V型或平面型。
9. 按照權(quán)利要求7所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的導(dǎo)電柱(13)鑲崁 在導(dǎo)電柱包覆體(6-1)內(nèi)。
10. 按照權(quán)利要求l所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征在于所述的陰極結(jié)構(gòu)(1) 設(shè)有陰極固定板(l-5)，陰極固定板(1-5)上設(shè)有螺絲孔(l-l)、排水孔(l-3)，陰極固定板 (1-5)上設(shè)有導(dǎo)流槽(l-2)，導(dǎo)流槽(1-2)之間通過(guò)溝槽(1-4)連通，并與排水孔(1-3)連 通，陰極固定板(1-5)上設(shè)有陰極微孔板(l-6)，陰極微孔板(1-6)上設(shè)有陰極催化劑層 (1-7)。
11. 按照權(quán)利要求8所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器的陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的導(dǎo) 流槽(1-2)為環(huán)形導(dǎo)流槽。
12. 按照權(quán)利要求8所述的膜電極電解臭氧發(fā)生器的陰極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的陰 極固定板(1-5)采用金屬鈦材料制成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了膜電極電解臭氧發(fā)生器，其包括質(zhì)子交換膜(2)、陽(yáng)極催化劑層(3)、陽(yáng)極微孔板(4)、導(dǎo)流板(5)、陰極結(jié)構(gòu)(1)，其特征在于其設(shè)有框體(6)，框體(6)內(nèi)設(shè)框體密封槽(11)，框體密封槽(11)內(nèi)設(shè)密封裝置(7)，框體(6)通過(guò)螺絲(9)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一起使密封裝置(7)與質(zhì)子交換膜(2)、陽(yáng)極催化劑層(3)及框體(6)完全緊密接觸密封，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低、密封性能良好，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，確保電解臭氧發(fā)生器經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，仍能保持優(yōu)良的密封性，使電解臭氧發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的臭氧產(chǎn)生量，而達(dá)成性能穩(wěn)定。
文檔編號(hào)C25B9/10GK101698942SQ200910014209
公開(kāi)日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者徐名勇 申請(qǐng)人:徐名勇