(57)【要約】      （修正有）【課題】電解を遂行する諸条件に応じて対向する陽極板−陰極板の有効対向面積ならびに電極板間隔を電解条件に応じて適宜変更可能である電極構造を備えた水素・酸素混成ガス発生装置を提供する。【解決手段】電解槽内に陽極板１及び陰極板２を対向させて配置し、電解液を電解することにより水素・酸素混成ガスを発生させるための水素・酸素混成ガス発生装置において、それぞれ所要枚数の陽極板１および陰極板２を交互に配置し、各電極板間に筒状の絶縁スペーサー６を介在せしめ、絶縁性貫通ボルト７で連結固定することにより電極有効面積及び電極板間隔の増減調整を可能にした水素・酸素混成ガス発生装置。【選択図】  図１
2008240030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽内にそれぞれ平板の陽極板および陰極板を対向配置し、電解液を電解するための水素・酸素混成ガス発生装置において、それぞれ所要枚数の陽極板および陰極板を交互に対向配置し、各電極板に筒状の絶縁スペーサーを介在せしめて絶縁性貫通ボルトで連結固定することにより電極有効面積の増減を可能にしたことを特徴とする、水素・酸素混成ガス発生装置。
【請求項２】
前記陽極板および陰極板ならびに前記絶縁スペーサーが、それぞれ同一形状に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の水素・酸素混成ガス発生装置。
【請求項３】
前記陽極板および陰極板ならびに前記絶縁スペーサーの連結数が、電解槽の規模、作業雰囲気、運用条件等に応じて変更可能であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の水素・酸素混成ガス発生装置。
【請求項４】
軸方向寸法の異なる前記筒状の絶縁スペーサーを複数組用意しておき、電解槽の規模、作業雰囲気、運用条件等に応じて最適の構成となる長さの前記筒状の絶縁スペーサーにより、異極電極板間がそれぞれ等間隔であって絶縁性貫通ボルトにより絶縁状態で連結固定され、かつ同極性電極板間が導電スペーサーを介して導電性貫通ボルトにより連結固定されてそれぞれ電源端子に接続されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の水素・酸素混成ガス発生装置。
【請求項５】
前記陽極板および陰極板それぞれの電極材質に適合した適正な電流密度を達成し得る電圧を選択して印加することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の水素・酸素混成ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素・酸素混成ガスを発生させるための水素・酸素混成ガス発生装置に関し、諸条件を勘案した性能要求に応じて柔軟に対応可能であり、さらに高効率かつ簡潔な電極構造を備えた水素・酸素混成ガス発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の水素・酸素混成ガス発生装置における電極にあっては、有効電解面積を確保するために電極板の枚数を増やすとそれだけ電極間の距離が広くなり、所要分解電圧を上昇させる必要があり、単純に電解効率を向上させることは困難であった。
【０００３】
従来の水素・酸素混成ガス発生装置では、構造が複雑であり、性能要求に対して柔軟に対応することは困難であった。例えば、特許文献1は、複数の円筒形電極板を間隔を置いて同心円状に配置した上部電極と、上部電極と間隔をずらして同心円状に配置した下部電極とを、各電極が所定間隔を維持するように対向させて挿着し、両電極全体を円筒状ケーシングに収納した電解槽を使用する水素・酸素混合ガス発生装置を開示している。
【０００４】
このような構成における円筒形電極は、直径が順次異なる円筒の一部を切除した電極素子を組み合わせて、陽極−陰極−陽極−陰極・・・となるようにそれぞれ上下の電極支持材に取付け、これら電極素子が所定間隔をもって対向するように挿着され、外形が円筒状である電極組立て体とし、各電極支持材を陰陽両極の接続端子として給電を行うものである。かかる構造にあっては、電極板の対向面積を増減させること、各電極の間隔を所定値に維持することは共に困難が伴うため、効率の良い電解反応を維持することが難しい。
【０００５】
特許文献２は、マイナス側電極として金属繊維の交絡体ならびにマイナス側副金属板を、そしてプラス側電極として電極板を使用し、これら各電極を、プラス側電極板を中心として複数枚のマイナス側電極板を内外に、それぞれ適正な間隔となるように保持している。さらにこれら各電極の表面に付着した水素・酸素ガスの気泡を超音波を用いて剥離させることにより、酸素・水素ガス発生装置における電解効率の向上を図ることを開示している。かかる構成における電極構造は複雑であり、電極に付着して反応を阻害する各ガスの気泡除去のための付属装置を必要とする。
【特許文献１】特開２００５−２４８２４４
【特許文献２】特開２００５−０５４２１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、電解を遂行する諸条件に応じて対向する陽極板−陰極板の有効対向面積ならびに電極板間隔を、電解条件に応じて適宜変更可能である電極構造を備えた水素・酸素混成ガス発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、電解槽内にそれぞれ平板の陽極板および陰極板を対向配置し、電解液を電解するための水素・酸素混成ガス発生装置において、それぞれ所要枚数の陽極板１・・・および陰極板２・・・を交互に対向配置し、各電極板間に筒状の絶縁スペーサー６を介在せしめて絶縁性貫通ボルト７で連結固定することにより電極有効面積の増減を可能にした水素・酸素混成ガス発生装置であることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記陽極板１・・・および陰極板２・・・ならびに前記絶縁スペーサー６が、それぞれ同一形状に形成される水素・酸素混成ガス発生装置であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記陽極板１・・・および陰極板２・・・ならびに前記絶縁スペーサー６の連結数が、電解槽の規模、作業雰囲気、運用条件等に応じて変更可能である水素・酸素混成ガス発生装置であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、軸方向寸法の異なる前記筒状の絶縁スペーサー６を複数組用意しておき、電解槽の規模、作業雰囲気、運用条件等に応じて最適の構成となる長さの前記筒状の絶縁スペーサーにより異極電極板間がそれぞれ等間隔であって絶縁性貫通ボルト７により絶縁状態で連結固定され、かつ同極性電極板間が導電スペーサー５を介して導電性貫通ボルト８により連結固定されてそれぞれ電源端子に接続される水素・酸素混成ガス発生装置であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記陽極板および陰極板それぞれの電極材質に適合した適正な電流密度を達成し得る電圧を選択して印加する水素・酸素混成ガス発生装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る水素・酸素混成ガス発生装置によれば、平板の陽極板および陰極板を交互に筒状の絶縁スペーサーを介在させながら絶縁性貫通ボルトにより連結固定する。その結果、各極板の面積は枚数に応じて、２倍、３倍、４倍、・・・のように枚数に比例して増大する。したがって、装置規模、電解槽寸法、電源装置の特性および容量、所望のガス発生量等を勘案して、最適の電極面積を決定し、対応する電極枚数を選定して連結構成することにより所期の目的が達成できる。
【００１３】
本発明によれば、それぞれ平板の陽極板および陰極板ならびに前記絶縁スペーサーが、それぞれ同一形状に形成されている。したがって、現場の状況に応じて連結される陽極板および陰極板の枚数を所要枚数選択して、現場合わせにより電解効率を最大としおよび／または水素・酸素混成ガス収量を最大となるように構成することができる。
【００１４】
本発明においては、軸方向寸法の異なる前記筒状の絶縁スペーサーが複数組用意されているから、当該現場における設備、主として電解槽の規模、作業雰囲気、運用条件等に応じて最適の電極板間隔とするために、前記筒状の絶縁スペーサーの中から最適長さのものを選択して各電極板がそれぞれ等間隔となって、異極性電極間が絶縁状態となるように絶縁性貫通ボルトにより連結固定される。
【００１５】
したがって、電極枚数の選択および筒状絶縁スペーサーの長さを選択して、両者を組み合わせることにより、電極対向面積ならびに電極板間隔が任意に変更可能であるから、極めて広範囲にわたる電解条件の調整が可能となり、高効率操業が可能な水素・酸素混成ガス発生装置が提供できる。なお、同極性の電極板間は、絶縁スペーサーの約２倍の長さに電極板厚みを加えた幅である導電スペーサーを介して導電性貫通ボルトにより導電的に連結固定可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、添付図を参照しつつ本発明に係る水素・酸素混成ガス発生装置について開示する。図１は、本発明において使用される平板の陽極板１および陰極板２それぞれ３枚を組み合わせた電極組立て体の構造を示す斜視図である。図から明らかなように、陽極板１には、方形の電極板の一隅部分（本実施例では上部左端部）に端子接続用の凸辺１ｔが形成されている。網掛けされた陰極板２には上部右端部に端子接続用の凸辺２ｔが形成されている。これら両電極板１、２は同じ形状で表裏になっているものであるが、材質的には電解の際の電流方向が反対である上に、電解液の成分を考慮して最適の金属成分となるように選定されるべきである。
【００１７】
図１において、正極端子３および負極端子４は、陽極板１の凸辺１ｔおよび陰極板２の凸辺２ｔに、それぞれ導電性スペーサー５を介して導電性貫通ボルト８によって導電的に連結されている。図面右奥側の第２、第３の陽極板１および陰極板２も、それぞれ上部右奥側の第２の導電性スペーサー５によって導電的に連結されている。電極枚数がさらに増加した場合は導電性スペーサー５もそれぞれ増加させ、長尺の導電性貫通ボルト８で締結すればよい。
【００１８】
それぞれの陽極板１および陰極板２の間には絶縁スペーサー６が介在せしめられ絶縁性貫通ボルト７によって締結されている。このように、陽極板１および陰極板２間は絶縁スペーサー６および絶縁性貫通ボルト７によって所定間隔であって絶縁状態に維持されている。電極枚数がさらに増加した場合は絶縁スペーサー６もそれぞれ介在させながら、長尺の絶縁性貫通ボルト７で締結すればよい。
【００１９】
このように構成された電極組立て体は、適宜容積であって、使用される電解液ならびに発生するガスに対して十分な耐性を有する有機材料または無機材料による電解槽に収納し、所要電解液を満たした上で各電極に所定の直流電圧を印加することにより目的物質、本実施例では水素・酸素混成ガスを得ることができる。。
【００２０】
図２は、適宜材質の電解槽１０に電極組立て体を収納して所定の電解液９を満たした側断面図（Ａ）および正面断面図（Ｂ）である。ここでは、電解槽１０に対して電極組立て体がどのように固定されているかについて明確には示されていない。しかし、同種の装置によって常用されるように、電極組み立て体が小型軽量であれば、強度を高めた電解槽１０の蓋に吊り下げてもよい。大型の電極組み立て体の場合は、電解槽１０の内部に取付け用金具または基台を配設して、これらに載置固定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係る水素・酸素混成ガス発生装置は、平板である複数の陽極板および陰極板を交互に対向配置することにより電極板の対向面積を任意に増大することができる。電極の対向面積が増大すれば、電解反応速度を速めて生成物である水素・酸素混成ガスの収量を増大させることができる。
【００２２】
また、複数の陽極板および陰極板を交互に対向配置する際に、両電極板の間隔を任意長さの絶縁スペーサーを介在させて連結することにより、電解液の成分、反応温度、周囲温度、装置規模、電源の特性等を勘案して最適の電解効率を達成することができる。
【００２３】
このような電極間隔の調整は、両電極がほぼ完全な平板の単純な構造である上、絶縁スペーサーの長さを変えながら容易に確認および調整することができる。高効率での電解反応が進行すれば、使用電力量の低減が可能となり省エネルギーの効果が顕著となり、コストダウンに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る水素・酸素混成ガス発生装置における陽極板及び陰極板組立て体の構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る水素・酸素混成ガス発生装置における陽極板および陰極板組立て体を電解槽に収納した状態を示す側断面図（Ａ）および正面断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
【００２５】
１    陽極板
１ｔ  端子接続用の凸辺
２    陰極板
２ｔ  端子接続用の凸辺
３    正極端子（陽極端子）
４    負極端子（陰極端子）
５    導電スぺーサー
６    絶縁スぺーサー
７    絶縁性貫通ボルト・ナット
８    導電性貫通ボルト・ナット
９    電解液
１０  電解槽
【図１】
2008240030.tif 000003
【図２】
2008240030.tif 000004