(57)【要約】【課題】低電圧でも多量のガスを発生させることができ、安全性や操作性に優れた電気分解によるガス発生装置を提供できるようにすることを目的とするものである。【解決手段】導電材で筒状に形成され電解液を貯留する本体を側方電極とし、筒状本体の中心部分に設置されて導電部材を中心電極とし、当該中心電極と側方電極との間に導電体からなる誘電筒を中心電極並びに側方電極と同心状に少なくとも１つ配設し、側方電極と誘電筒との間、複数の誘電筒を設置した場合にあっては誘電筒同士間、　及び誘電筒と側方電極との間に電気分解により発生したガスの混合を防止する隔壁を配置するとともに、隔壁で分離されたガスを筒状本体外に取り出すガス取出し通路を設けた。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電材で筒状に形成され電解液を貯留する本体を側方電極とし、筒状本体の中心部分に設置されて導電部材を中心電極とし、当該中心電極と側方電極との間に導電体からなる誘電筒を中心電極並びに側方電極と同心状に少なくとも１つ配設し、側方電極と誘電筒との間、複数の誘電筒を設置した場合にあっては誘電筒同士間、　及び誘電筒と側方電極との間に電気分解により発生したガスの混合を防止する隔壁を配置するとともに、隔壁で分離されたガスを筒状本体外に取り出すガス取出し通路を設けたことを特徴とする電気分解によるガス発生装置。
【請求項２】
導電材で筒状に形成され電解液を貯留する筒状本体内に、絶縁材料からなる隔壁と導電体からなる電極を１ユニットとし、１対のユニットを各電極が短絡することがない状態で筒状本体内に渦巻き状に設置し、隔壁で分離されたガスを筒状本体外に取り出すガス取出し通路を設けたことを特徴とする電気分解によるガス発生装置。
【請求項３】
各電極及びその近傍に生成されるガス又は生成物を電極から分離する振動手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気分解によるガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エネルギーの効率的な活用のための電気分解によるガス発生装置に関し、特に電気分解による酸素ガス（以下単に酸素という）及び水素ガス（以下単に水素という）を発生させるためのガス発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃料電池等に水素及び酸素が注目されており、こうした水素及び酸素の精製は、電気分解によるのが一般であった。
この電気分解装置は、電解液を貯留した電解槽の一側に陽極棒を、他側に陰極棒を電解液に浸漬した状態で設け取り付けるとともに、伝導度を向上させるために電解液は通常、硫酸、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムのような電解質を水に添加したものが用いられ、両電極に直流電流を流して電気分解を行う。
【０００３】
一方、電気分解で得られた水素及び酸素は、トーチなどを含む各種燃焼装置にエネルギー源（燃料源）としても使われており、燃料源として使用される場合、陰極棒から発生する水素及びと、陽極棒から発生する酸素は通常、混合した状態のガスとして取り出されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電解槽の一側に陽極棒を、他側に陰極棒を電解液に浸漬した状態で設け取り付けた電気分解装置では、２箇所の電極部分でのみガスが発生することから、多量の水素及び酸素を発生させることが難しいという問題があった。
そこで短時間に多くのガスを発生させようとすると、両電極の電圧を高くすることが考えられるが、ランニングコストが高くなるだけでなく、高電圧に夜火花が発生し易く、取扱上の危険が増すことから、安全性に充分注意しなくてはならず、使用や貯留、管理に手間を要するという問題もあった。
【０００５】
しかも、不意の爆発を防止するために、電気分解装置とは別に安全装置（防爆装置）も設けなくてはならず、そのためのイニシャルコスト並びにランニングコストも高くなってしまうという問題もある。
本発明は上記問題点に鑑みて提案されたもので、低電圧でも多量のガスを発生させることができ、安全性や操作性に優れた電気分解によるガス発生装置を提供できるようにすることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる電気分解によるガス発生装置は、先ず、導電材で筒状に形成され電解液を貯留する本体を側方電極とし、筒状本体の中心部分に設置されて導電部材を中心電極とし、当該中心電極と側方電極との間に導電体からなる誘電筒を中心電極並びに側方電極と同心状に少なくとも１つ配設し、側方電極と誘電筒との間、複数の誘電筒を設置した場合にあっては誘電筒同士間、　及び誘電筒と側方電極との間に電気分解により発生したガスの混合を防止する隔壁を配置するとともに、隔壁で分離されたガスを筒状本体外に取り出すガス取出し通路を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
次に、導電材で筒状に形成され電解液を貯留する本体内に、絶縁材料からなる隔壁と導電体からなる電極を１ユニットとし、１対のユニットを各電極が短絡することがない状態で筒状本体内に渦巻き状に設置し、隔壁で分離されたガスを筒状本体外に取り出すガス取出し通路を設けたことも特徴とするものである。
また、各電極及びその近傍に生成されるガス又は生成物を電極から分離する分離手段を設けたことも特徴の１つである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電気分解によるガス発生装置の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞
図１は本発明の電気分解によるガス発生装置の概略図、図２は電気分解によるガス発生装置の本体部分の縦断正面図であって、図中符号１はガス発生装置を全体的に示す。
この電気分解によるガス発生装置１は、電解液２を貯留する有底筒状の本体３の内方に中心電極４と、複数の誘導筒５及び筒状本体３と誘電筒５との間及び誘電筒同士５・５間並びに誘電筒５と本体３との間に配設された隔壁６と、側方電極を兼ねる筒状本体３と中心電極４とに電流を供給する電源装置７とを備えてなる。
そして、隔壁６は例えば硬質の不織布等で形成され、これが電解液に湿潤した状態では電解液は透過可能であるが、ガスは透過不能となる。
【０００９】
電解液２を貯留した筒状本体３と、筒状本体３の電解液２中に浸漬された状態で設けられた複数の誘電筒５と、両端の誘電筒５に給電する電源装置７と、誘電筒５で発生したガスを個別に取り出すガス取出し通路８と、筒状本体３外に取出されたガスの気体と液体とを分離する気液分離器９と、筒状本体３の電解液２を循環させる循環ポンプ１０と、電解液２に振動を与えるバイブレータで形成された振動手段１１とを備えてなる。
筒状本体３は、その上部開口が蓋体１２で閉塞されると密閉可能な容器に形成され、この蓋体１２の内部に上記ガス取出し通路８が形成されている。
【００１０】
筒状本体３の内部は誘電筒設置用空間部分１３に形成され、この誘電筒設置用空間部分１３に上記の誘電筒５が略等間隔で中心電極と同心状に電解液２に浸漬した状態で配設されている（図１参照）。
また、バイブレータからなる電動式の振動装置１１は筒状本体３の底部の略中央に設けられており、筒状本体３の底部近傍の側壁には循環ポンプ１０の吐出口に連結される注水口１４と、循環ポンプ１０の給水口に連結される吸水口１５とが形成されている。
筒状本体３の誘電筒設置用空間部分１３には、複数（３つ以上）の誘電筒５が略等間隔おきに設置されており、左右の各端側の誘電筒５が電源装置７に接続されている。
【００１１】
電源装置７には図示は省略したが、直流電源部からの直流のオン・オフしたりその給電極性を切り替える切替スイッチ等が組み込まれている。
誘電筒設置用空間部分１３に設置される各誘電筒５は、金属板で筒状に形成されたもので、これらは図１乃至図３に示すように夫々隔壁６により互いに分離された状態で配置されている。
これら誘電筒５及び隔壁６の上下の周縁部分にはシール（図示せず）を設けてあり、このシールにより誘電筒５および隔壁６がそれぞれ区画された状態で密封されるので、水の電気分解により発生した水素及び酸素が互いに混合しないようになっている。
【００１２】
また、誘電筒５及び隔壁６の下段には連通口（図示せず）が形成されており、この通水口により筒状本体３内に貯留された電解液（水）２が循環ポンプ１０で循環するようになっている。
上記ガス取出し通路６は、図２及び図３に示すように筒状本体３内にシールで密封区画された状態で設けられた誘電筒５および隔壁６を貫通する状態で設けられている。
特に図３に示すように一方のガス（酸素）取出し通路８ａには、上記電源装置５のマイナス端子に接続されてマイナス側電極（陰極）を形成する筒状本体３びこれに誘電されたマイナス側電極面１６側部分のそれぞれに酸素流入口１７が形成されている。
【００１３】
一方、電源装置７のプラス端子に接続されてプラス側電極（陽極）を形成する筒状本体３及びこれに誘電されたプラス側電極面１８側部分のそれぞれに水素流入口１９が形成されている。
各ガス取出し通路８ａ・８ｂの筒状本体３の外方に設けられ、取出されたガス中に含まれる水分を除去する上記気液分離器９は、図４に示すように有底の筒状に形成された分離器本体２０と上部開口を閉塞する蓋２１とで形成されたケーシング２２の底部にガス入口２３を、蓋体２１にガス出口２４を形成するとともに、内部の空間部分にガス入口２３側で窄まる形状の金属製フィルタ２５を設置し、ガス入口２９を前記各ガス取出し通路８ａ・８ｂに連結して構成されている。
【００１４】
上記のように構成された電気分解によるガス発生装置１の作用を次に説明する。
先ず、誘電筒５及び隔壁６が設置された筒状本体３に電解液である水２を充填し、この筒状本体３内の水２を循環ポンプ１０で循環させる。
次に、電源装置７に接続された両側の誘電筒５に給電すると、その間に設置された誘電筒５は両側の誘電筒５に対応して図６に示すように誘電されるので、誘電された誘電筒５の面からも電気分解によるガスが発生する。
斯くしても誘電筒５の各面から電気分解により発生したガスは隔壁６により仕切られていることから、プラス側電極面１８で発生した水素は水素流入口１９から水素用のガス取出し通路８ａに流入し、マイナス側電極面１６で発生した酸素は、酸素流入口１７から酸素用のガス取出し通路８ｂに混合されることなく、それぞれ個別に流入する。
【００１５】
そして、ガス取出し通路８ａ・８ｂを通じて筒状本体３外に出された水素及び酸素は上記気液分離器９で除湿された後、精製された水素及び酸素のガスとして図外の水素貯蔵槽及び酸素貯蔵槽に各々貯蔵され、燃料電池用の燃料源や溶接及び溶断トーチ用燃料として使用される。
図示は省略したが、水素及び酸素を溶接及び溶断トーチ用燃料として使用する場合、火炎の中心だけが高温でその周囲は低温の火炎となる。
これは水素と酸素を反応させると水が発生するとともにその時の体積収縮が極めて大きく真空部分が形成されたりすることによるものと考えられる。
【００１６】
上記のように電気分解を行う時、誘電筒５のガス発生面が発生したガスに覆われたり、形成される酸化皮膜等の化学物質に覆われたりして、電気分解機能が徐々に低下しようとするが、筒状本体３の底部に設けられたバイブレータからなる電動式の振動手段１１の稼動による水２の振動によりこれが防止される。
こうして、誘電筒の電気分解機能が低下を防げるので、耐久性も向上させることができる。
因みに、誘電筒５に酸化皮膜等の化学物質の発生を防止する他の一手段としては電源装置５に組み込まれた切替スイッチで給電極性を切り替えることによっても可能である。
【００１７】
上記実施の形態では、電動式の振動装置９を筒状本体３の底部に設けるようにしてあるが、こうしたものに限られず、筒状本体３の水２を直接振動させたり、誘電筒５を振動させたりすることもできる。
更に、上記実施の形態では、左右両側の誘電筒５に給電しこの間の誘電筒５は誘導により帯電させて電気分解を行なうようにしてあるが、各誘電筒５に直接給電させるようにすることができるのは勿論である。
【００１８】
＜実施例２＞
上記実施例１では筒状本体３をマイナス側電極に、中心電極４をプラス側電極にしてその間に複数の誘電筒５及び隔壁６を中心電極４と同心状に配設するようにしてあるが、本例では図に示すように、電解液２を貯留する筒状本体３内に、絶縁材料からなる隔壁と導電体からなる電極２６を１組のユニットとし、このユニットを１対、即ちマイナス電極用およびプラス電極用として、各電極が短絡することがない状態で筒状本体内に渦巻き状に設置したものである。その他の構成並びに作用は上記実施例１と同様となっている。
こうしたものでは、誘電作用を利用することなく、電解面積を広くとれ充分な電解性能を維持できながらも、、供給電圧を更に低くできる利点がある。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の電気分解によるガス発生装置は以上に説明したように、導電材で筒状に形成され電解液を貯留する本体を側方電極とし、筒状本体の中心部分に設置されて導電部材を中心電極とし、当該中心電極と側方電極との間に導電体からなる誘電筒を中心電極並びに側方電極と同心状に少なくとも１つ配設し、側方電極と誘電筒との間、複数の誘電筒を設置した場合にあっては誘電筒同士間、　及び誘電筒と側方電極との間に電気分解により発生したガスの混合を防止する隔壁を配置するとともに、隔壁で分離されたガスを筒状本体外に取り出すガス取出し通路を設けるようにしてある。
従って、電気分解により発生する酸素及び水素の各ガスは電解槽に設置された３枚以上の誘電筒の対面する部分からそれぞれ発生するので、従来のように電解槽の一側に陽極棒を、他側に陰極棒を電解液に浸漬した状態で設けたものに比べて低電圧でも多量のガスを発生させ、取り出すことができる利点がある。
【００２０】
また、電気分解の電圧を低電圧にすることができることから、従来の高電圧のものに比べてランニングコストを低減できるだけでなく、高電圧による火花発生の危険も少ないことから、取扱上の危険も少なく、安全性が高まるとともに、取扱や貯留、管理に要する手間を大幅に削減できる利点もある。
【００２１】
加えて、電気分解の電圧を低電圧にでき、従来のような高電圧による火花発生の危険も少ないことから、不意の爆発を防止するための安全装置（防爆装置）を設けなくても済み、イニシャルコスト並びにランニングコストも削減することができると言う利点もある。
【００２２】
また、誘電筒及びその近傍に生成されるガス又は生成物を誘電筒から分離する分離手段を設けたものでは、誘電筒の電気分解性能を長期間に亙って充分に発揮させることができ、その耐久性を向上させることができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明にかかる電気分解によるガス発生装置の概略を示す斜視図図である。
【図２】は発明にかかる電気分解によるガス発生装置の筒状本体部分の縦断正面図である。
【図３】は発明にかかる電気分解によるガス発生装置の部分拡大断面図である。
【図４】は発明にかかる電気分解によるガス発生装置の気・分離気の縦断面図である。
【図５】は発明にかかる電気分解によるガス発生装置の電気分解原理を示す概略図である。
【図６】は、発明にかかる電気分解によるガス発生装置の別の実施例示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１・・・電気分解によるガス発生装置
２・・・分解液（水）
３・・・本体
４・・・中心電極
５・・・誘電筒
６・・・隔壁
７・・・電源装置
８・・・ガス取出し通路
１１・・・振動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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