(57)【要約】【課題】  カソード極で発生する水素のみを捕集することで、陽極酸化処理工程に際して副次的に発生する水素を効率よく回収する。【解決手段】  酸化処理槽２にアノード極３を配置し、アノード極３に製品Ｓを吊り下げて電解液Ｌで酸化処理する陽極酸化処理設備１と、酸化処理槽２内に、カソード極４を包むように配置した密閉構造の隔膜体５と、隔膜体５の上部に設けた、水素ガスＨ2を捕集するための水素回収口８と、カソード極４の隔膜体５に、新たな電解液Ｌを循環供給する電解液循環供給槽９と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化処理槽（２）にアノード極（３）を配置し、該アノード極（３）に製品（Ｓ）を吊り下げて電解液（Ｌ）で酸化処理する陽極酸化処理設備（１）と、
前記酸化処理槽（２）内に、カソード極（４）を包むように配置した密閉構造の隔膜体（５）と、
前記隔膜体（５）の上部に設けた、水素ガス（Ｈ2）を捕集するための水素回収口（８）と、
前記カソード極（４）の隔膜体（５）に、新たな電解液（Ｌ）を循環供給する電解液循環供給槽（９）と、
を備えた、ことを特徴とする水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備。
【請求項２】
前記水素回収口（８）の下流に、水素ガス（Ｈ2）と電解液（Ｌ）とを分離する気液分離装置（１０）を備えた、ことを特徴とする請求項１の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備。
【請求項３】
前記隔膜体（５）は電子を通す素焼きの筒体である、ことを特徴とする請求項１の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備。
【請求項４】
前記気液分離装置（１０）の下流に、前記水素ガス（Ｈ2）を圧縮して回収する水素回収ボンベ（１１）を備えた、ことを特徴とする請求項１の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備。
【請求項５】
前記気液分離装置（１０）の下流に、前記水素ガスを高圧圧縮して高圧水素ボンベ（１４）に充填する高圧圧縮装置（１３）を備えた、ことを特徴とする請求項１の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を生成する技術に係り、特にアルマイト被膜の生成処理工場において副次的に生じる水素を回収する水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池に用いる燃料は加圧水素が最も有力であるとされている。水を電気分解する方法で水素と酸素を得る方法では、エネルギー収支の観点から、燃料電池で発生するエネルギーより大きいエネルギーを使用して水の電気分解で水素を生成しても、化石燃料を消費するという問題の解決にはならない。そこで、エネルギーを使わずに効率的に水素を得るための方法が種々提案されている。
【０００３】
例えば、めっき処理工程において副次的に発生した水素を利用する手段が提案されている。例えば特許文献１の特開２００１−２３４３９８公報「電気めっき設備及びその設備への電力供給方法」のように、めっき液における電気分解により発生した酸素及び/ 又は金属溶解槽で発生した水素を燃料電池に再利用することにより、資源の効率化及び省エネルギー化を図る方法が提案されている。
【０００４】
この方法では、図３に示すように、酸素回収手段５１が電気めっき槽５２内のめっき液における電気分解により発生する酸素を回収し、水素回収手段５３が金属溶解槽で発生する水素を回収し、酸素回収手段５１で回収された酸素は燃料電池の酸化剤として、及び水素回収手段５３で回収された水素は、燃料電池の燃料として再利用され、その燃料電池を発電させる。発電された電力は、燃料電池に併設された電源装置の電力とともに電気めっき設備に供給されるか、あるいは他の用途に利用される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３４３９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、アルミニウムの陽極酸化（アルマイト）皮膜の製造では、アルミニウム製品をアノード（陽極）にして、カソード（陰極）にアルミニウム板などを用い、硫酸や蓚酸、またはアルカリ液の中で電解酸化が行われている。その際、アルミニウムなどのカソード板溶解はほとんどなく、水の電気分解によってアノード極板から水素が発生し、電流を消耗していた。
【０００７】
また、マグネシウムの陽極酸化工程においても大量の水素がカソードから発生する。これらの工程で発生した水素は、ミストと共に廃棄ダクトに送られ、気液分離された後に大気中へ放出廃棄されていた。しかし、めっき処理工場では、めっき製品をめっき浴に浸漬する工程があるために、めっき浴槽の上を開放する構造であるために、これらの発生した水素を効率よく回収することができないだけではなく、引火しやすいという問題を有していた。
【０００８】
同様に、従来のめっき処理水槽は、めっき製品を浴槽に入れ、処理後にその製品を取り出す作業工程が必要であるため、この処理水槽は開放する構造にしていた。そこで、めっき処理の際に発生していた水素はそのまま大気に放出していた。
【０００９】
そこで、本発明の発明者らは、アルマイト製造工場において、水素を得るためにわざわざ水の電気分解を行うのではなく、アルマイト工場など企業の生産活動の中で副反応としておこる水の電気分解で発生し、現在は放出・廃棄されている水素を効率的に回収し、燃料電池の燃料として利用することに着目した。
【００１０】
本発明は、かかる問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、カソード極で発生する水素のみを捕集することで、陽極酸化処理工程に際して副次的に発生する水素を効率よく回収することができる水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、酸化処理槽（２）にアノード極（３）を配置し、該アノード極（３）に製品（Ｓ）を吊り下げて電解液（Ｌ）で酸化処理する陽極酸化処理設備（１）と、前記酸化処理槽（２）内に、カソード極（４）を包むように配置した密閉構造の隔膜体（５）と、前記隔膜体（５）の上部に設けた、水素ガス（Ｈ2）を捕集するための水素回収口（８）と、前記カソード極（４）の隔膜体（５）に、新たな電解液（Ｌ）を循環供給する電解液循環供給槽（９）と、を備えた、ことを特徴とする水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備が提供される。
【００１２】
前記水素回収口（８）の下流に、水素ガス（Ｈ２）と電解液（Ｌ）とを分離する気液分離装置（１０）を備えることが好ましい。前記隔膜体（５）は、例えば電子を通す素焼きの筒体である。
【００１３】
前記気液分離装置（１０）の下流に、前記水素ガス（Ｈ2）を圧縮して回収する水素回収ボンベ（１１）を備えた。前記気液分離装置（１０）の下流に、前記水素ガス（Ｈ2）を高圧圧縮して高圧水素ボンベ（１４）に充填する高圧圧縮装置（１３）を備えた。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、水素ガス（Ｈ2）を得るために意図的に水を電気分解するのではなく、陽極酸化処理設備（１）で発生する二次的副産物として発生し、現状大気に排気されている水素ガス（Ｈ2）のみを捕集して回収するものである。特に、水素ガス（Ｈ2）を大気に放出することなく、密閉構造の隔膜体（５）内で効率よく回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、金属を酸化処理するときに、水の電気分解で酸素を金属の酸化処理に用い、副次的に生成する水素を回収するために、カソード極で発生する水素のみを捕集することができる処理装置である。
【実施例１】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備の全体構成図である。図２は本発明の陽極酸化処理槽部分の説明図である。
本発明の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備は、酸化皮膜を形成するために製品Ｓを電解液Ｌ中に吊り下げて酸化処理する陽極酸化処理設備１に、カソード極２で発生する水素ガスＨ2のみを捕集する水素の回収装置を備えたものである。陽極酸化処理設備１は、酸化処理槽２にアノード極３を配置し、このアノード極３に金属製の製品Ｓを吊り下げて、例えば硫酸の電解液Ｌに浸漬し、水を電気分解して生じる酸素で酸化被膜を形成する酸化処理設備である。
【００１７】
本発明の陽極酸化処理設備１について、アルミニウムを陽極酸化してその表面に酸化皮膜を形成する処理設備を説明する。先ず、アルミニウム製品Ｓをアノード極３に吊り下げ、カソード極４にアルミニウム板を吊り下げて硫酸の電解液で電解酸化処理する。このとき、アノード極３のアルミニウム製品Ｓを酸化処理し、アルミニウム板のカソード極４は溶解せず、水の電気分解によってカソード極４から水素Ｈ2が発生する。
【００１８】
同様に、マグネシウムの陽極酸化工程においても大量の水素がカソード極４から発生する。また、電解液Ｌは、硫酸に代えて蓚酸を用いることができる。更に、電解酸化できるものであれば、アルカリ液の電解液を用いることも可能である。
【００１９】
本発明では、酸化処理槽２におけるカソード極４を、従来の装置のように開放した状態で配置するのではなく、このカソード極４を包むように配置した密閉構造の隔膜体５に入れてある。これはこのカソード極４から発生する水素ガスＨ2を捕集するためである。この隔膜体５としては、例えば水素ガスＨ2は透過しないが、電子（ｅ-）を通すことができる素焼きの筒体を用いることができる。
【００２０】
図示例では、筒体の隔膜体５の中に、カソード極４をフック７で電極棒６に吊り下げるようになっている。隔膜体５の筒体の上部には、水素ガスＨ2を捕集するための水素回収口８を設けている。この水素回収口８から減圧ポンプ１２で水素ガスＨ2を回収するようになっている。
【００２１】
各カソード極４の隔膜体５内に、例えば２０ｖ／ｖ％の硫酸溶液を補充するために、この新たな電解液Ｌを循環供給する電解液循環供給槽９を備えている。このように新たな電解液Ｌを補充すれことにより、各隔膜体５内の電解液Ｌは、水素ガスＨ2を生成して濃度が薄くなっていくが、この隔膜体５内に新たな電解液Ｌを補充することで、水素ガスＨ2を効率よく発生させ回収することができる。
【００２２】
隔膜体５の水素回収口８から回収した水素ガスＨ2には電解液Ｌが含有しているので、この水素回収口８の下流であって水素回収ボンベ９との間に、水素ガスＨ2と電解液Ｌとを分離する気液分離装置１０を備えた。この気液分離装置１０は、例えばタンク内に溶液を充填し、この溶液中に捕集した水素ガスＨ2を吸引する構造になっている。この気液分離装置１０の下流に配置した水素回収ボンベ１１に減圧ポンプ１２を介して水素ガスＨ2を排気圧縮して回収する。
【００２３】
または、高圧圧縮装置１３個々の高圧水素ボンベ１３に水素ガスＨ2を充填することも可能である。このように個々の高圧水素ボンベ１３に充填することで水素ガスＨ2の取り扱いが容易になる。
【００２４】
本発明の陽極酸化処理設備１には、二次的副産物として発生する水素ガスＨ2を隔膜体５の筒体内で発生させ、それを大気に排気することなく、水素回収口８から減圧ポンプ１２で効率よく回収することができる。
【００２５】
なお、本発明は上述した発明の実施の形態に限定されず、陽極酸化処理工程に際して副次的にカソード極で発生する水素を効率よく回収することができる装置であれば、図示したような構成に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備は、燃料電池のような高圧水素として利用できるだけでなく、水素ガスを原材料とする様々な用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の水素の回収装置を備えた陽極酸化処理設備の全体構成図である。
【図２】本発明の陽極酸化処理槽部分の説明図である。
【図３】従来の電気めっき設備を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  陽極酸化処理設備
２  酸化処理槽
３  アノード極
４  カソード極
５  隔膜体（素焼きの筒体）
８  水素回収口
９  電解液循環供給槽
１０  気液分離装置
１１  水素回収ボンベ
１３  高圧圧縮装置
１４  高圧水素ボンベ
Ｓ  製品
Ｌ  電解液
【図１】
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【図２】
2005248290.tif 000004
【図３】
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