(57)【要約】【課題】装置を小型化し、電極板の強度を向上させ電気的なトラブルを防止すると共に、電解液の濃度の均一化と、冷却効率を向上させた水素・酸素混合ガス発生装置を提供するものである。【解決手段】複数の円筒形電極板１１を間隔をおいて同心円状に配置した上部電極８を、複数の円筒形電極板１４を間隔をおいて同心円状に配置した下部電極９に、上下の円筒形電極板１１、１４が隙間を設けて対向するように挿着して、円筒状のケーシング１６内に収納して電解槽１を形成し、この電解槽１を箱状の本体ケース５内に収納すると共に、電解槽１の上部に形成したガス排出口２９にコイル状のガス冷却管３を接続し、このガス冷却管３に対向して本体ケース５の一方の壁面に冷却ファン６を取付けると共に、本体ケース５の他方の壁面に排気口７を設けたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円筒形電極板を間隔をおいて同心円状に配置した上部電極を、複数の円筒形電極板を間隔をおいて同心円状に配置した下部電極に、上下の円筒形電極板が隙間を設けて対向するように挿着して、円筒状のケーシング内に収納して電解槽を形成し、この電解槽を箱状の本体ケース内に収納すると共に、電解槽の上部に形成したガス排出口にコイル状のガス冷却管を接続し、このガス冷却管に対向して本体ケースの一方の壁面に冷却ファンを取付けると共に、本体ケースの他方の壁面に排気口を設けたことを特徴とする水素・酸素混合ガス発生装置。
【請求項２】
上部電極と下部電極の円筒形電極板に上下方向にそれぞれスリットを形成し、前記スリットは上部電極と下部電極で、円筒面の異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項１記載の水素・酸素混合ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素・酸素混合ガス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電気分解により発生した水素・酸素混合ガスは、作業現場で必要量をその都度生成でき、装置も安価で、生成コストも安い利点があることから、金属の溶断や、加熱、ロウ付けなどの熱源として利用されている。従来の水素・酸素混合ガス発生装置は、プラス極とマイナス極の複数の平板状電極を角筒状のケーシング内に交互に配置した構造のものが使用されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
しかしながらこの平板状電極を角筒状のケーシング内に交互に配置する構造では、電解槽の設置面積が大きく装置が大型化すると共に、薄い平板状電極が取扱時に変形し易く、組込んだ時にショートなど電気的なトラブルが発生する恐れがある。またケーシングが角筒状となるため、電解液の濃度が不均一になり易く、また電解時に高温になることから角筒状のケーシングでは均一に冷却することができないなどの問題があった。
【特許文献１】特開平１１ー３０２８８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題を改善し、装置を小型化し、電極板の強度を向上させ電気的なトラブルを防止すると共に、電解液の濃度の均一化と、冷却効率を向上させた水素・酸素混合ガス発生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の水素・酸素混合ガス発生装置は、複数の円筒形電極板を間隔をおいて同心円状に配置した上部電極を、複数の円筒形電極板を間隔をおいて同心円状に配置した下部電極に、上下の円筒形電極板が隙間を設けて対向するように挿着して、円筒状のケーシング内に収納して電解槽を形成し、この電解槽を箱状の本体ケース内に収納すると共に、電解槽の上部に形成したガス排出口にコイル状のガス冷却管を接続し、このガス冷却管に対向して本体ケースの一方の壁面に冷却ファンを取付けると共に、本体ケースの他方の壁面に排気口を設けたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項２記載の水素・酸素混合ガス発生装置は、上部電極と下部電極の円筒形電極板に上下方向にそれぞれスリットを形成し、前記スリットは上部電極と下部電極で、円筒面の異なる位置に形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る請求項１記載の水素・酸素混合ガス発生装置によれば、上部電極と下部電極は、直径がそれぞれ異なる複数の円筒形電極板を同心円状に配置したので強度が高く、取扱時の変形を防止することができる。この上下の円筒形電極板を、円筒状のケーシング内で組み合わせて、円筒形の複数の電解槽が同心円状に多数形成された状態となるので、小型の装置で効率よく電気分解して水素・酸素混合ガスを発生させることができる。
【０００８】
電解槽で生成された水素・酸素混合ガスはコイル状ガス冷却管に送られ、ここで冷却ファンから取り入れた外気によって効率よく冷却され、更に円筒状に形成されている電解槽のケーシングの表面に沿って外気が流れて、効率よく冷却することができる。
【０００９】
また請求項２記載の水素・酸素混合ガス発生装置によれば、上部電極と下部電極の各円筒形電極板には上下方向にスリットがそれぞれ開口され、その形成方向が、円筒面の異なる位置になっているので、内部の電解液は渦巻状に移動し、濃度を均一化して電解効率を向上させると共に、電解液の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
小型で冷却性能を向上させた水素・酸素混合ガス発生装置を実現した。
【実施例１】
【００１１】
以下本発明の実施例を図１ないし図８を参照して詳細に説明する。図１および図２は水素・酸素混合ガス発生装置の構成を示すもので、１は電解槽、２はトランス、３はこの上部に設けられた銅管製のコイル状ガス冷却管、４は混合ガス集合タンク、５はこれらを収納する箱状の本体ケースで、６は本体ケース５に取付けられた冷却ファンである。
【００１２】
前記電解槽１は、図３に示すように上部電極８と下部電極９を組合せて構成されている。上部電極８は図４および図５に示すように、長方形の基板１０の底面に直径がそれぞれ異なる複数の円筒形電極板１１を間隔をおいて同心円状に配置した構成をなしている。また各円筒形電極板１１の同一方向の側面には上下方向にスリット１２がそれぞれ開口されている。
【００１３】
下部電極９は図６および図７に示すように、長方形の基板１３の上面に、直径がそれぞれ異なる複数の円筒形電極板１４を間隔をおいて同心円状に配置した構成をなしている。また各円筒形電極板１４の同一方向の側面には上下方向にスリット１２がそれぞれ開口されている。更に同心円状に配置した円筒形電極板１４の外側には、これを囲むように円筒状のケーシング１６が取付けられている。
【００１４】
上部電極８の基板１０の底面には、図３に示すように外側の円筒形電極板１１を囲むように絶縁パッキン１８が取付けられ、複数の円筒形電極板１４を同心円状に配置した下部電極９に、上下の円筒形電極板１１、１４が隙間を設けて対向するように上部電極８を挿着して組合せ、円筒状のケーシング１６内に収納して電解槽１を形成する。また下部電極９の基板１３の底面には絶縁マット１９が取付けられている。この基板１３と上部電極８の基板１０は連結ボルト２０で連結されている。
【００１５】
また基板１０の上面中央にはパイプ２１が突設され、この先端に図８に示すように防爆弁２２が取付けられている。この防爆弁２２は弁本体２３の内側上下に凹部２４、２４が形成され、下側の凹部２４に前記パイプ２１の先端が挿着されている。また上側の凹部２４には、バネ内蔵ゴム弁２６を底部に取付けたねじ２７が螺合し、この横にガス抜き孔２５が形成されている。
【００１６】
また図１に示すように、電解槽１の円筒状のケーシング１６の上部にはガス排出口２９が形成され、ここにホース３０を介して銅管製のコイル状ガス冷却管３の上部が連結されている。更にコイル状ガス冷却管３の下部は水素・酸素混合ガス発生装置を介して混合ガス集合タンク４に接続され、ここからホース３０で水素・酸素混合ガスが外部に排出されるようになっている。
【００１７】
また本体ケース５の一方の壁面には、前記コイル状ガス冷却管３に対向して上下２個の冷却ファン６、６が取付けられ、また本体ケース５の他方の壁面には排気口７が形成されている。
【００１８】
上記構成の水素・酸素混合ガス発生装置は、電解槽１内に水酸化カリウムや水酸化ナトリウムなどの電解液３１を入れて、トランス２から、上部電極８と下部電極９に通電すると、電気分解が行なわれて水素ガスと酸素ガスが円筒形電極板１１、１４の表面で発生する。電解槽１内では上部電極８の円筒形電極板１１と下部電極９の円筒形電極板１４が間隔をおいて組み合わされているので、この間に円筒形の複数の電解槽が同心円状に多数形成された状態となり、従来の平板状電極を角筒状のケーシング内に交互に配置した構造のものに比べて、小型の装置で効率よく電気分解することができる。
【００１９】
また上部電極８と下部電極９の各円筒形電極板１１、１４には上下方向にスリット１２がそれぞれ開口され、その形成方向が逆向きになっているので、内部の電解液３１は渦巻状に移動し、濃度を均一化して電解効率を向上させることができると共に、電解液の劣化を防止することができる。これに対して、従来の平板状電極を角筒状のケーシング内に交互に配置した構造では、コーナー部分で電解液３１が滞留して濃度が不均一となる。
【００２０】
また従来の薄い平板状電極を基板に櫛歯状に取付けた電極では、取扱時に変形し易く、組込んだ時にショートなど電気的なトラブルが発生する恐れがあるが、本発明の上下電極８、９は、基板１０、１３に直径がそれぞれ異なる複数の円筒形電極板１１、１４を間隔をおいて同心円状に配置した構成をなしているので強度が高く、取扱時の変形を防止することができる。
【００２１】
電解槽１の上部に溜った水素・酸素混合ガスは、ガス排出口２９からホース３０を通ってコイル状ガス冷却管３に送られ、冷却ファン６から取り入れた外気によって効率よく冷却される。またトランス２も同時に冷却ファン６からの外気によって冷却される。またコイル状ガス冷却管３とトランス２を冷却した外気は、更に図２に示すように、電解槽１を冷却して排気口７から外部に排気される。
【００２２】
電解槽１のケーシング１６は図２に示すように円筒状に形成されているので、外気が本体ケース５内を通流する時にケーシング１６の表面に沿って流れ、従来の下流側の側壁が冷却しにくい箱形の電解槽１に比べて効率よく冷却することができる。
【００２３】
コイル状ガス冷却管３で冷却された水素・酸素混合ガスは、更にホース３０で混合ガス集合タンク４に送られて、ここに一時的に貯められてから、ホース３０を介してトーチやバーナーに送られて燃焼する。
【００２４】
また電解槽１内のガス圧が所定の圧力より高くなると、図８に示すように防爆弁２２が開放して、内圧を低くすることができる。この場合、ガス圧が上昇するとバネ内蔵ゴム弁２６が上方に押し縮められて、ガス抜き孔２５が開口し、ここからガスが排出されて、内圧が下がると、バネ内蔵ゴム弁２６が膨張してガス抜き孔２５を塞ぐようになっているので、安全性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例による水素・酸素混合ガス発生装置を示す正面断面図である。
【図２】図１の水素・酸素混合ガス発生装置を示す水平断面図である。
【図３】電解槽をを示す正面断面図である。
【図４】上部電極を示す斜視図である。
【図５】上部電極を示す底面図である。
【図６】下部電極を示す斜視図である。
【図７】下部電極を示す平面図である。
【図８】防爆弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    電解槽                                                
２    トランス                                              
３    コイル状ガス冷却管                                    
４    混合ガス集合タンク                                    
５    本体ケース                                            
６    冷却ファン                                            
７    排気口                                                
８    上部電極                                              
９    下部電極                                              
１０  基板                                                  
１１  円筒形電極板                                          
１２  スリット                                              
１３  基板                                                  
１４  円筒形電極板                                          
１６  円筒状のケーシング                                    
２２  防爆弁                                                
２５  ガス抜き孔      
２６  バネ内蔵ゴム弁  
２９  ガス排出口    
３０  ホース      
３１  電解液        
【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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【図７】
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【図８】
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