(57)【要約】【課題】摺動接点をなくすと共に小型化に適した電気化学装置を提供する。【解決手段】電気化学装置１０によれば、単極発電機を構成する磁石１８及びセル容器１６内のイオン含有水Ｗも、電解装置を構成するセル容器１６内のイオン含有水Ｗ、第１及び第２筒状電極２１，２２も、１つのハウジング１２に収納されている。そのため、小型化に適している。また、第１及び第２筒状電極２１，２２は、いずれも、下端２１ａ，２２ａがセル容器１６に非接触な状態でセル容器１６内のイオン含有水Ｗに浸漬され、上端２１ｂ，２２ｂがハウジング１２に固定されている。そのため、セル容器１６が回転軸１４と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。【選択図】図１
2018104771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化され、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
前記セル容器の底面を貫く磁界を発生させる磁石と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第１筒状電極と、
前記第１筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第２筒状電極と、
前記ハウジングに固定され、前記第１筒状電極と前記第２筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第１筒状電極の側と前記第２筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記セル容器から離間した位置で前記第１筒状電極と前記第２筒状電極とを電気的に接続する接続部材と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えた電気化学装置。
【請求項２】
前記磁石は、前記セル容器の底面側に配置されたドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されている、
請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項３】
前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されている、
請求項１又は２に記載の電気化学装置。
【請求項４】
回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化された非磁性導体製の円盤と、
前記非磁性導体円盤を貫く磁界を発生させる磁石と、
前記磁石から離間した位置に設けられ、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第１筒状電極と、
前記第１筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第２筒状電極と、
前記円盤に固定され、前記第１筒状電極と前記第２筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第１筒状電極の側と前記第２筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えた電気化学装置。
【請求項５】
前記磁石は、前記円盤に対向するドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されている、
請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項６】
前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されている、
請求項４又は５に記載の電気化学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気化学装置としては、単極発電機を風力で回して発電させ、その電力を用いて単極発電機とは別に設置した電解装置の電解液を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを得るものが知られている（例えば特許文献１）。単極発電機は、図３に示すように、磁石の磁束を横切るように非磁性導体製の回転板を回転させることにより、回転板の中心側と外周側との間に起電力を発生させるものである。この単極発電機は、磁石を静止させ回転板を回転させる場合のほか、磁石と回転板とを同時に回転させても起電力が発生するが、回転板を静止させ磁石を回転させた場合には起電力は発生しない。単極発電機の起電力を取り出すには、回転板の中心側及び外周側のそれぞれにブラシを接触させ、各ブラシを介して起電力を外部に取り出す。ブラシと回転板との接点は摺動接点であり摩耗劣化する。この摩耗劣化の問題を解決するため、特許文献２では、回転板に設けた環状溝形の液溜め部に液体金属を配置し、この液体金属と接触する接触子により起電力を取り出すように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４１８４０８４号明細書
【特許文献２】特開平５−２４４７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、単極発電機と電解装置とを別々に設置しているため、小型化に向かないという問題があった。また、特許文献２では、単極発電機の摺動接点の代わりに液体金属を利用しているが、液体金属としては水銀しか考えられないため、生物に対して毒性が高いという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、摺動接点をなくすと共に小型化に適した電気化学装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の電気化学装置は、
回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化され、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
前記セル容器の底面を貫く磁界を発生させる磁石と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第１筒状電極と、
前記第１筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第２筒状電極と、
前記ハウジングに固定され、前記第１筒状電極と前記第２筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第１筒状電極の側と前記第２筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記セル容器から離間した位置で前記第１筒状電極と前記第２筒状電極とを電気的に接続する接続部材と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えたものである。
【０００７】
この電気化学装置では、セル容器の底面を貫く磁界を発生させた状態で、イオン含有水を貯蔵したセル容器を回転軸と共に回転させる。すると、単極発電機の原理によって、イオン含有水（非磁性導体円盤として機能する）の中心側と外周側との間に起電力が発生する。イオン含有水の中心側には第１筒状電極が配置され、外周側には第２筒状電極が配置されている。そのため、第１筒状電極と第２筒状電極との間には電位差が発生し、水の電気分解が進行する。その結果、第１及び第２筒状電極の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第１筒状電極と第２筒状電極との間の空間は筒状仕切り部材によって内周側空間と外周側空間とに分割されている。また、イオン含有水は筒状隔膜によって第１筒状電極の側と第２筒状電極の側に分けられている。そのため、第１筒状電極で発生したガスは、内周側空間及び内周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。また、第２筒状電極で発生したガスは、外周側空間及び外周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。ここで、単極発電機を構成する磁石及びセル容器も、電解装置を構成するセル容器、第１及び第２筒状電極も、１つのハウジングに収納されている。そのため、小型化に適している。また、第１及び第２筒状電極は、いずれも、一端がセル容器に非接触な状態でセル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端がハウジングに固定されている。そのため、セル容器が回転軸と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。
【０００８】
なお、磁石は、セル容器と一緒に回転するように構成されていてもよいし、セル容器と一緒に回転しないように構成されていてもよい。
【０００９】
本発明の第１の電気化学装置において、前記磁石は、前記セル容器の底面側に配置されたドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されていてもよい。このようなトーナッツ形状磁石を採用すれば、セル容器の底面を貫く磁界を発生させやすい。
【００１０】
本発明の第１の電気化学装置において、前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されていてもよい。こうすれば、風力や水力といった再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。
【００１１】
本発明の第２の電気化学装置は、
回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化された非磁性導体製の円盤と、
前記非磁性導体円盤を貫く磁界を発生させる磁石と、
前記磁石から離間した位置に設けられ、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第１筒状電極と、
前記第１筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第２筒状電極と、
前記円盤に固定され、前記第１筒状電極と前記第２筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第１筒状電極の側と前記第２筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えたものである。
【００１２】
この電気化学装置では、非磁性導体製の円盤を貫く磁界を発生させた状態で、円盤を回転軸と共に回転させる。すると、単極発電機の原理によって、円盤の中心側と外周側との間に起電力が発生する。円盤の中心側には第１筒状電極が固定され、外周側には第２筒状電極が固定されている。そのため、第１筒状電極と第２筒状電極との間には電位差が発生する。また、第１及び第２筒状電極は、セル容器に非接触な状態でセル容器内のイオン含有水に浸漬されている。そのため、水の電気分解が進行し、第１及び第２筒状電極の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第１筒状電極と第２筒状電極との間の空間は筒状仕切り部材によって内周側空間と外周側空間とに分割されている。また、イオン含有水は筒状隔膜によって第１筒状電極の側と第２筒状電極の側に分けられている。そのため、内周側空間で発生したガスは、内周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。外周側空間で発生したガスは、外周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。ここで、単極発電機を構成する磁石及び円盤も、電解装置を構成するセル容器、第１及び第２筒状電極も、１つのハウジングに収納されている。そのため、小型化に適している。また、第１及び第２筒状電極は、いずれも、一端がセル容器に非接触な状態でセル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が円盤に固定されている。そのため、円盤が回転軸と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。
【００１３】
なお、磁石は、円盤と一緒に回転するように構成されていてもよいし、円盤と一緒に回転しないように構成されていてもよい。また、セル容器は、円盤と一緒に回転しないように構成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の電気化学装置において、前記磁石は、前記円盤に対向するドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されていてもよい。このようなトーナッツ形状磁石を採用すれば、円盤を貫く磁界を発生させやすい。
【００１５】
本発明の第２の電気化学装置において、前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されていてもよい。こうすれば、風力や水力といった再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の電気化学装置１０の概略断面図。
【図２】第２実施形態の電気化学装置６０の概略断面図。
【図３】単極発電機の原理を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１の電気化学装置の一実施形態（第１実施形態）の概略断面図である。
【００１８】
電気化学装置１０は、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる装置である。電気化学装置１０は、ハウジング１２と、セル容器１６と、磁石１８と、第１及び第２筒状電極２１，２２と、筒状仕切り部材２６と、筒状隔膜２８と、内周側及び外周側ガス通路３３，３４とを備えている。
【００１９】
ハウジング１２は、上面及び下面が円形で側面が円筒形の中空筒体である。ハウジング１２は、上面及び下面を貫通する回転軸１４を回転可能に支持している。ハウジング１２は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。回転軸１４は、風車のプロペラ軸４０に連結されている。
【００２０】
セル容器１６は、有底筒状の容器であり、回転軸１４と一体化されている。セル容器１６は、イオン含有水Ｗを貯蔵可能である。イオン含有水Ｗとしては、例えば水酸化ナトリウム水溶液や硫酸水溶液などの電解液が挙げられる。イオン含有水Ｗは、導電率が調整されている。セル容器１６は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。なお、セル容器１６には、ハウジング１２の外部とセル容器１６の内部とを繋ぐ水の給排経路（図示せず）を介してイオン含有水Ｗが供給・排出される。
【００２１】
磁石１８は、ドーナッツ形状磁石であり、中央孔１８ａに回転軸１４が非接触な状態で挿通されている。そのため、回転軸１４が回転したとしても磁石１８は回転しない。磁石１８は、セル容器１６の底面を貫く磁界を発生させる。こうした磁石１８は、ネオジム磁石やフェライト磁石などであってもよいし、超電導磁石であってもよい。
【００２２】
第１筒状電極２１は、回転軸１４と同軸に形成されている。第１筒状電極２１の下端２１ａは、セル容器１６に非接触な状態でセル容器１６内のイオン含有水Ｗに浸漬されている。第１筒状電極２１の上端２１ｂは、ハウジング１２の天井裏面に固定されている。第１筒状電極２１の中央孔には、回転軸１４が非接触な状態で挿通されている。
【００２３】
第２筒状電極２２は、第１筒状電極２１よりも大きな径を有し、回転軸１４と同軸に形成されている。第２筒状電極２２の下端２２ａは、セル容器１６に非接触な状態でセル容器１６内のイオン含有水Ｗに浸漬されている。第２筒状電極２２の上端２２ｂは、ハウジング１２の天井裏面に固定されている。第１筒状電極２１と第２筒状電極２２とは、セル容器１６から上方に離間した位置（ここではハウジング１２の天井裏面に近い位置）で銅線２４により電気的に接続されている。そのため、銅線２４は磁石１８の影響を受けにくい。銅線２４は筒状仕切り部材２６を貫通している。
【００２４】
筒状仕切り部材２６は、第１筒状電極２１と第２筒状電極２２の中間の径を有し、回転軸１４と同軸に形成されている。筒状仕切り部材２６の上端２６ｂは、ハウジング１２の天井裏面に固定されている。筒状仕切り部材２６の下端２６ａは、セル容器１６のやや上方に位置している。この筒状仕切り部材２６は、第１筒状電極２１と第２筒状電極２２との間の空間を内周側空間３１と外周側空間３２とに分割している。筒状仕切り部材２６は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。
【００２５】
筒状隔膜２８は、筒状仕切り部材２６と同軸、同径に形成されている。筒状隔膜２８は、セル容器１６内のイオン含有水Ｗを第１筒状電極２１の側と第２筒状電極２２の側とに分割している。筒状隔膜２８の下端２８ａは、セル容器１６に固定されている。筒状隔膜２８の上端２８ｂは、筒状仕切り部材２６の下端２６ａと微小間隔を空けて対向している。筒状隔膜２８は、例えば高分子のポーラス膜（イオン交換膜）で作製されている。微小間隔は、筒状隔膜２８の上端２８ｂと筒状仕切り部材２６の下端２６ａとを非接触な状態に維持可能で、且つ、内周側空間３１と外周側空間３２とのガスの流通がほとんどない大きさに設定されている。
【００２６】
内周側ガス通路３３は、内周側空間３１のガスをハウジング１２の外へ取り出すための通路である。この内周側ガス通路３３は、内周側空間３１を経てハウジング１２の天井に設けられた穴３３ａに達している。外周側ガス通路３４は、外周側空間３２のガスをハウジング１２の外へ取り出すための通路である。この外周側ガス通路３４は、外周側空間３２を経てハウジング１２の天井に設けられた穴３４ａに達している。
【００２７】
次に、電気化学装置１０の使用例について説明する。ここでは、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる場合について説明する。まず、セル容器１６の底面を貫く磁界を磁石１８にて発生させる。この状態で、風車によって回転軸１４を回転させることにより、回転軸１４と一体化されたセル容器１６を回転させる。すると、単極発電機の原理によって、セル容器１６内のイオン含有水Ｗ（非磁性導体円盤として機能する）のイオンが力を受け、イオン含有水Ｗの中心側と外周側との間に起電力が発生する。イオン含有水Ｗの中心側には第１筒状電極２１が配置され、外周側には第２筒状電極２２が配置されている。そのため、第１筒状電極２１と第２筒状電極２２との間に電位差が発生し、水の電気分解が進行する。その結果、第１及び第２筒状電極２１，２２の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第１筒状電極２１と第２筒状電極２２との間の空間は筒状仕切り部材２６によって内周側空間３１と外周側空間３２とに分割されている。また、イオン含有水Ｗは筒状隔膜２８によって第１筒状電極２１の側と第２筒状電極２２の側に分けられている。そのため、第１筒状電極２１で発生したガスは、内周側ガス通路３３を通ってハウジング１２の外へ取り出される。また、第２筒状電極２２で発生したガスは、外周側ガス通路３４を通ってハウジング１２の外へ取り出される。なお、イオン含有水Ｗの中心側が＋極で外周側が−極になるか、イオン含有水Ｗの中心側が−極、外周側が＋極になるかは、回転軸１４の回転方向によって決まる。
【００２８】
以上説明した電気化学装置１０によれば、単極発電機を構成する磁石１８及びセル容器１６内のイオン含有水Ｗも、電解装置を構成するセル容器１６内のイオン含有水Ｗ、第１及び第２筒状電極２１，２２も、１つのハウジング１２に収納されている。そのため、小型化に適している。また、第１及び第２筒状電極２１，２２は、いずれも、下端２１ａ，２２ａがセル容器１６に非接触な状態でセル容器１６内のイオン含有水Ｗに浸漬され、上端２１ｂ，２２ｂがハウジング１２に固定されている。そのため、セル容器１６が回転軸１４と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。
【００２９】
また、磁石１８としてドーナッツ形状磁石を採用したため、セル容器１６の底面を貫く磁界を発生させやすい。
【００３０】
更に、回転軸１４は、風車のプロペラ軸４０と連結されているため、再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。
【００３１】
［第２実施形態］
図２は、本発明の第２の電気化学装置の一実施形態（第２実施形態）の概略断面図である。
【００３２】
電気化学装置６０も、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる装置である。電気化学装置６０は、ハウジング６２と、円盤６３と、磁石６５と、セル容器６６と、第１及び第２筒状電極７１，７２と、筒状仕切り部材７６と、上部仕切り部材７７と、筒状隔膜７８と、内周側及び外周側ガス通路８５，８６とを備えている。
【００３３】
ハウジング６２は、上面及び下面が円形で側面が円筒形の中空筒体である。ハウジング６２は、上面及び下面を貫通する回転軸６４を回転可能に支持している。ハウジング６２は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。回転軸６４は、風車のプロペラ軸４０に連結されている。
【００３４】
円盤６３は、ハウジング６２の上方に配置され、中心を貫通する回転軸６４と一体化されている。円盤６３は、非磁性導体（例えば銅）で作製されている。
【００３５】
磁石６５は、ドーナッツ形状磁石であり、中央孔に回転軸６４が非接触な状態で挿通されている。磁石６５は、円盤６３の上面に一体化されている。そのため、回転軸６４が回転すると、磁石６５は円盤６３と共に回転する。磁石６５は、円盤６３を貫く磁界を発生させる。こうした磁石６５は、ネオジム磁石やフェライト磁石などであってもよいし、超電導磁石であってもよい。
【００３６】
セル容器６６は、有底筒状のドーナッツ形状の容器であり、ハウジング６２の底面（磁石６５から離間した位置）に固定されている。そのため、セル容器６６内のイオン含有水Ｗは磁石６５の影響を受けにくい。セル容器６６の中央孔には、回転軸６４があそびをもって挿通されている。そのため、回転軸６４が回転したとしてもセル容器６６は停止したままである。セル容器６６は、イオン含有水Ｗを貯蔵可能である。イオン含有水Ｗとしては、例えば水酸化ナトリウム水溶液や硫酸水溶液など電解液が挙げられる。イオン含有水Ｗは、導電率が調整されている。セル容器６６は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。なお、セル容器６６には、ハウジング６２の外部とセル容器６６の内部とを繋ぐ水の給排経路（図示せず）を介してイオン含有水Ｗが供給・排出される。
【００３７】
第１筒状電極７１は、回転軸６４と同軸に形成されている。第１筒状電極７１の下端７１ａは、セル容器６６に非接触な状態でセル容器６６内のイオン含有水Ｗに浸漬されている。第１筒状電極７１の上端７１ｂは、円盤６３の裏面に固定されている。第１筒状電極７１の中央孔には、回転軸６４が非接触な状態で挿通されている。
【００３８】
第２筒状電極７２は、第１筒状電極７１よりも大きな径を有し、回転軸６４と同軸に形成されている。第２筒状電極７２の下端７２ａは、セル容器６６に非接触な状態でセル容器６６内のイオン含有水Ｗに浸漬されている。第２筒状電極７２の上端７２ｂは、円盤６３の裏面に固定されている。
【００３９】
筒状仕切り部材７６は、第１筒状電極７１と第２筒状電極７２の中間の径を有し、回転軸６４と同軸に形成されている。筒状仕切り部材７６は、第１筒状電極７１と第２筒状電極７２との間の空間を内周側空間８１と外周側空間８２とに分割している。筒状仕切り部材７６は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。筒状仕切り部材７６の上端７６ｂは円盤６３の裏面に固定されている。筒状仕切り部材７６の下端７６ａは、セル容器６６のやや上方に位置している。
【００４０】
上部仕切り部材７７は、筒状仕切り部材７６と同軸、同径に形成されている。上部仕切り部材７７は、ハウジング６２の内部のうち磁石６５よりも上方の空間を内周側空間８３と外周側空間８４とに分割している。上部仕切り部材７７の上端７７ｂはハウジング６２の天井裏面に固定され、下端７７ｂは磁石６５の上面のやや上方に位置している。
【００４１】
筒状隔膜７８は、筒状仕切り部材７６と同軸、同径に形成されている。筒状隔膜７８は、セル容器６６内のイオン含有水Ｗを第１筒状電極７１の側と第２筒状電極７２の側とに分割している。筒状隔膜７８の下端７８ａは、セル容器６６に固定されている。筒状隔膜７８の上端７８ｂは、筒状仕切り部材７６の下端７６ａと微小間隔を空けて対向している。筒状隔膜７８は、例えば高分子のポーラス膜（イオン交換膜）である。微小間隔は、筒状隔膜７８の上端７８ｂと筒状仕切り部材７６の下端７６ａとを非接触な状態に維持可能で、且つ、内周側空間８１と外周側空間８２とのガスの流通がほとんどない大きさに設定されている。
【００４２】
内周側ガス通路８５は、内周側空間８１のガスをハウジング６２の外へ取り出すための通路である。この内周側ガス通路８５は、内周側空間８１から第１筒状電極７１に設けられた穴８５ａ、円盤６３の中心付近に設けられた穴８５ｂ、内周側空間８３を経てハウジング６２の天井に設けられた穴８５ｃへ達している。外周側ガス通路８６は、外周側空間８２のガスをハウジング６２の外へ取り出すための通路である。この外周側ガス通路８６は、外周側空間８２から第２筒状電極７２に設けられた穴８６ａ、外周側空間８４を経てハウジング６２の天井に設けられた穴８６ｂへ達している。
【００４３】
次に、電気化学装置６０の使用例について説明する。ここでは、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる場合について説明する。まず、円盤６３を貫く磁界を磁石６５にて発生させる。この状態で、風車によって回転軸６４を回転させることにより、回転軸６４と一体化された円盤６３及び磁石６５を回転させる。すると、単極発電機の原理によって、円盤６３の中心側と外周側との間に起電力が発生する。円盤６３の中心側には第１筒状電極７１が固定され、外周側には第２筒状電極７２が固定されている。そのため、第１筒状電極７１と第２筒状電極７２との間には電位差が発生する。また、第１及び第２筒状電極７１，７２は、セル容器６６に非接触な状態でセル容器６６内のイオン含有水Ｗに浸漬されている。そのため、水の電気分解が進行する。その結果、第１及び第２筒状電極７１，７２の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第１筒状電極７１と第２筒状電極７２との間の空間は筒状仕切り部材７６によって内周側空間８１と外周側空間８２に分割されている。また、イオン含有水Ｗは筒状隔膜７８によって第１筒状電極７１の側と第２筒状電極７２の側に分けられている。そのため、第１筒状電極７１で発生したガスは、内周側ガス通路８５を通ってハウジング６２の外へ取り出される。また、第２筒状電極７２で発生したガスは、外周側ガス通路８６を通ってハウジング６２の外へ取り出される。なお、イオン含有水Ｗの中心側が＋極で外周側が−極になるか、イオン含有水Ｗの中心側が−極、外周側が＋極になるかは、回転軸６４の回転方向によって決まる。
【００４４】
以上説明した電気化学装置６０によれば、単極発電機を構成する磁石６５及び円盤６３も、電解装置を構成するセル容器６６、第１及び第２筒状電極７１，７２も、１つのハウジング６２に収納されている。そのため、小型化に適している。また、第１及び第２筒状電極７１，７２は、いずれも、一端がセル容器６６に非接触な状態でセル容器６６内のイオン含有水Ｗに浸漬され、他端が円盤６３に固定されている。そのため、円盤６３及び磁石６５が回転軸６４と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。
【００４５】
また、磁石６５としてドーナッツ形状磁石を採用したため、円盤６３を貫く磁界を発生させやすい。
【００４６】
更に、回転軸６４は、風車のプロペラ軸４０と連結されているため、再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。
【００４７】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４８】
例えば、上述した第１実施形態において、回転軸１４が回転したとしても磁石１８は回転しないようにしたが、磁石１８を回転軸１４と共に回転するようにしてもよい。その場合、磁石１８とセル容器１６内のイオン交換水Ｗとは一緒に回転することになるが、単極発電機の原理に基づき発電する。
【００４９】
上述した第２実施形態において、磁石６５は円盤６３と一緒に回転するようにしたが、磁石６５をハウジング６２に固定して回転軸１４が回転したとしても回転しないようにしてもよい。その場合でも、単極発電機の原理に基づき発電する。
【００５０】
上述した第１及び第２実施形態において、回転軸１４，６４に風車のプロペラ軸４０を連結する代わりに水車のプロペラ軸を連結してもよい。こうしても、再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０，６０  電気化学装置、１２，６２  ハウジング、１４，６４  回転軸、１６，６６  セル容器、１８，６５  磁石、１８ａ  中央孔、２１，７１  第１筒状電極、２１ａ，７１ａ  下端、２１ｂ，７１ｂ  上端、２２，７２  第２筒状電極、２２ａ，７２ａ  下端、２２ｂ，７２ｂ  上端、２４  銅線、２６，７６  筒状仕切り部材、２６ａ，７６ａ  下端、２６ｂ，７６ｂ  上端、２８，７８  筒状隔膜、２８ａ，７８ａ  下端、２８ｂ，８９ｂ  上端、３１，８１，８３  内周側空間、３２，８２，８４  外周側空間、３３，８５  内周側ガス通路、３３ａ，８５ａ〜８５ｃ  穴、３４，８６  外周側ガス通路、３４ａ，８６ａ，８６ｂ  穴、４０  風車のプロペラ軸、６３  円盤、７７  上部仕切り部材、７７ｂ  下端、７７ｂ  上端。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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