專利名稱：一種膜電極電解臭氧發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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。
技術(shù)背景
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 實(shí)用新型人向中國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)生器一種陽極結(jié)構(gòu)"的實(shí)用新型專利。還有 中國專利申請(qǐng)?zhí)?7122126.X,實(shí)用新型名稱為"電解式臭氧發(fā)生裝 置"的實(shí)用新型專利。
上述結(jié)構(gòu)，有如下缺點(diǎn)-
1、 在緊固之后，緊固力同時(shí)提供密封裝置變形密封與陽極催化 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) 致另一方的受力過大或過小，使密封性能或陽極催化劑層與質(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。
2、 在經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行之后，陽極催化劑層的厚度會(huì)逐漸變 薄，而厚度變薄后，緊固壓板無法繼續(xù)提供足夠的壓力，也無法快速 的補(bǔ)償因厚度變薄后所失去的壓力，直接影響電解臭氧發(fā)生器的陽極 結(jié)構(gòu)松散，陽極催化劑層與質(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。
3、 臭氧具有極強(qiáng)的氧化腐蝕性，在運(yùn)行過程中，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) 過長時(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。
4、 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，且無論與臭氧接觸面積多么細(xì)小都無法完全避免被臭氧氧化 腐蝕，而導(dǎo)致密封失效。
5、 在經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行之后，硅橡膠材質(zhì)的密封裝置無法抵抗 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。
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。 實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足而改善電解臭 氧發(fā)生器因陽極催化劑層變薄而導(dǎo)致臭氧產(chǎn)生量下降，使其在長時(shí)間 運(yùn)行仍可保持穩(wěn)定的壓緊力與良好接觸，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。
本實(shí)用新型可以通過如下措施來達(dá)到一種膜電極電解臭氧發(fā)生 器，其包括質(zhì)子交換膜、陽極催化劑層、陽極微孔板、導(dǎo)流板、陰極 結(jié)構(gòu)、密封裝置，其特征在于其設(shè)有框體，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)本實(shí)用新型的目的，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)本實(shí)用新型的目的，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)本實(shí)用新型的目的，所述的框體內(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)本實(shí)用新型的目的，所述的框體通過螺絲與陰極 結(jié)構(gòu)緊固在一起使密封裝置與質(zhì)子交換膜、陽極催化劑層、陽極微孔 板及框體完全緊密接觸密封。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的框體通過螺絲與陰極 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)本實(shí)用新型的目的，所述的框體通過螺絲與陰極 結(jié)構(gòu)緊固在一起使密封裝置與質(zhì)子交換膜、陽極催化劑層、陽極微孔 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)本實(shí)用新型的目的，所述的密封裝置為一氟塑料
包覆0型圈。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的框體密封槽為斜面
曰為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，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)本實(shí)用新型的目的，所述的導(dǎo)流槽為環(huán)形導(dǎo)流為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述的陰極固定板采用金屬 鈦材料制成。
本實(shí)用新型與己有技術(shù)相比具有如下積極效果
1. 本實(shí)用新型將框體6和緊固壓板8均通過螺絲以機(jī)械緊固方式
與陰極結(jié)構(gòu)l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 順利通過導(dǎo)流板5、陽極微孔板4，傳導(dǎo)至陽極催化劑層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。
2. 在經(jīng)過運(yùn)行之后，陽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)電柱透過薄壁體使導(dǎo)電柱向
下位移，快速且敏捷的補(bǔ)償陽極催化劑層因厚度變薄后所失去的壓 力，避免陽極催化劑層與質(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。
3. 由于本實(shí)用新型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
4. 在框體通過機(jī)械緊固與陰極結(jié)構(gòu)緊固為一體后，框體的密封 導(dǎo)槽將密封裝置通過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、陽極催化劑 層、陽極微孔板、導(dǎo)流板、框體緊密接觸，進(jìn)而達(dá)到完全密封作用。
5. 本實(shí)用新型陰極結(jié)構(gòu)的陰極固定板上設(shè)有螺絲孔，用來緊固 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。本實(shí)用新型的陰極固定板上設(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。本實(shí)用新型的陰極固定板上設(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。本實(shí)用新型的陰極固定板 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，具有制備工藝簡單、組裝方便，進(jìn)而降低成本20~30%。


圖1是本實(shí)用新型的結(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4是圖3的陰極固定板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例 一種膜電極電解臭氧發(fā)生器(參見圖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1-5上設(shè)有 環(huán)形導(dǎo)流槽1-2，環(huán)形導(dǎo)流槽1-2的中部設(shè)有橫向溝槽1-4，環(huán)形導(dǎo) 流槽1-2之間通過溝槽1-4相通，并與排水孔1-3連通。陰極固定板 l-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1-8， 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 Nafionl17)。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 面放上陽極催化劑層3，其層厚在O. 1 5mm，陽極催化劑層3為二氧 化鉛材料制作的膜層。其制作方式可以是將陽極催化劑顆粒自由鋪放 在質(zhì)子交換膜2上，然后將陽極微孔板4 (陽極微孔板表面經(jīng)處理設(shè) 有導(dǎo)電耐蝕保護(hù)層)蓋在陽極催化劑層3上，該陽極微孔板4為多孔 鈦板，陽極微孔板4的孔徑為10 500 n m，將導(dǎo)流板5壓在陽極微孔 板4上，導(dǎo)流板5的一面與陽極微孔板4緊密接觸，用密封裝置7將 導(dǎo)流板5、陽極微孔板4和陽極催化劑層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ll，框體密封槽ll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1-5緊固在一起，密封裝置7通過框體密封槽11使其定形 定位的擠壓變形，達(dá)到與質(zhì)子交換膜2、陽極催化劑層3、陽極微孔 板4、導(dǎo)流板5、框體6緊密接觸，進(jìn)而達(dá)到完全密封。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，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6-1 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通過螺絲10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，由緊固壓板8將緊固力傳導(dǎo)至框體6中心，通過薄壁體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)生器的壽命長于10000小時(shí)。
權(quán)利要求1、一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其包括質(zhì)子交換膜(2)、陽極催化劑層(3)、陽極微孔板(4)、導(dǎo)流板(5)、陰極結(jié)構(gòu)(1)、密封裝置(7)，其特征在于其設(shè)有框體(6)，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)通過螺絲(10)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一起。
2、 按照權(quán)利要求1所述的一種膜電極電解臭氧發(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。
3、 按照權(quán)利要求1所述的一種膜電極電解臭氧發(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)。
4、 按照權(quán)利要求1所述的一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征 在于所述的框體(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)、陽極催化劑層(3)及框體(6) 完全緊密接觸密封。
5、 按照權(quán)利要求4所述的一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征 在于所述的框體(6)通過螺絲(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)、陽極催化劑層(3)、陽極微孔板(4)及框體(6)完全緊密接觸密封。
6、 按照權(quán)利要求4所述的一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征 在于所述的框體(6)通過螺絲(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)、陽極催化劑層(3)、導(dǎo)流板(5) 及框體(6)完全緊密接觸密封。
7、 按照權(quán)利要求4所述的一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其特征 在于所述的框體(6)通過螺絲(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)、陽極催化劑層(3)、陽極微孔板(4)、導(dǎo)流板(5)及框體(6)完全緊密接觸密封。
8、 按照權(quán)利要求4或5或6或7所述的一種膜電極電解臭氧發(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。
9、 按照權(quán)利要求3所述的一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其 特征在于所述的框體密封槽(11)為斜面槽。
10、 按照權(quán)利要求1所述的一種膜電極電解臭氧發(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(1-5)，陰極固定板(1-5)上設(shè)有螺絲孔(1-1)、排水孔(1-3)，陰極固定板(1-5)上 設(shè)有導(dǎo)流槽(1-2),導(dǎo)流槽(1-2)之間通過溝槽(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(1-7), 陰極微孔板(1-7)上設(shè)有陰極催化劑層(1-6)。
11、 按照權(quán)利要求io所述的一種膜電極電解臭氧發(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IO所述的一種膜電極電解臭氧發(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。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種膜電極電解臭氧發(fā)生器，其包括質(zhì)子交換膜(2)、陽極催化劑層(3)、陽極微孔板(4)、導(dǎo)流板(5)、陰極結(jié)構(gòu)(1)、密封裝置(7)，其特征在于其設(shè)有框體(6)，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)通過螺絲(10)與陰極結(jié)構(gòu)(1)緊固在一起，本實(shí)用新型改善電解臭氧發(fā)生器因陽極催化劑層變薄而導(dǎo)致臭氧產(chǎn)生量下降，使其在長時(shí)間運(yùn)行仍可保持穩(wěn)定的壓緊力與良好接觸，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)C25B9/06GK201377002SQ20092001953
公開日2010年1月6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