(57)【要約】【課題】酸素ポンプ素子を効率的に加熱し、加熱エネルギーを低減すると共に、加熱手段を含めた酸素ポンプ素子構成の簡素化と小型化を図り、酸素濃度の制御可能な混合ガスの安定的な生成を可能とした小型の酸素ポンプ装置を提供すること。【解決手段】酸素ポンプ装置は、固体電解質１６と、正電極膜１７と、負電極膜１８と、区画手段１９と、電圧印加手段２１と、電圧制御手段２２と、加熱手段２３と、温度制御手段２５と、断熱手段２６、２７、２８と、混合手段３２を備えた酸素ポンプ素子３７を搭載することにより、少ない熱エネルギーでの安定動作と、設置に必要な占有体積の省スペース化が可能であり、安定した任意濃度の酸素富化ガスの生成が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素イオン伝導性の固体電解質と、前記酸素イオン伝導性の固体電解質の両面に形成された正負両極を構成する電極膜を設けた酸素ポンプ素子を用いた酸素ポンプ装置において、前記電極膜は、前記固体電解質に直接接合するように形成された金属酸化物を含む正負の各第１電極膜と、前記各第１電極膜表面に形成された金属粒子を含む正負の各第２電極膜とで構成され、前記固体電解質のいずれか一面もしくは両面に設けられた前記固体電解質を加熱する面状の加熱手段と、前記正負両極の電極膜が接する空間を区画する前記電極膜のいずれか一方に連結された区画手段と、前記電極膜を介して前記酸素イオン伝導性の固体電解質に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段を制御する電圧制御手段と、前記酸素イオン伝導性の固体電解質の温度を検知し前記加熱手段を制御する温度制御手段と、前記加熱手段の熱発散を防止する通気性の断熱手段と、正の電極膜を介して発生する酸素と被混合ガスとを混合して酸素濃度が富化された混合ガスを生成する混合手段とを備えた酸素ポンプ装置。
【請求項２】
加熱手段は、白金、金、銀、パラジウム、ロジウムのうち少なくとも１つを含む多孔性膜である請求項１に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項３】
加熱手段は、固体電解質と第１電極膜の間に設ける構成とした請求項１または２に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項４】
加熱手段は、第１電極膜の表面に設ける構成とした請求項項１または２に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項５】
加熱手段は、固体電解質あるいは第１電極膜の全面を覆わない構成とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項６】
加熱手段は、前記正負電極膜と前記多孔性膜が直接的に接触しないように設けた請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項７】
負電極膜は、その面積が正電極膜と等しいか、もしくは正電極膜より大きい構成とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の酸素ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素イオン伝導性の固体電解質を用いた酸素ポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の酸素ポンプ装置は、表面を電子伝導性金属材料で被覆した酸素伝導性固体電解質の中空シリンダを加熱要素によって昇温させ、中空シリンダの酸素出口側と酸素入口側において、高圧酸素を含む純酸素源又は、無酸素環境を提供している（例えば、特許文献１参照）。また、酸素ポンプ素子は、外周に隙間を確保して配置されたアルミナ管のような管状構造体の外周に、電熱線などをコイル状に巻いた加熱手段を設け、酸素ポンプ素子を加熱する構成としている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された従来の酸素ポンプ装置を示すものである。図５に示すように、酸素伝導性セラミック組成物から形成されている中空シリンダ形状の電解質１と、電解質の内側及び外側に被覆された電極２および３と、加熱要素４と、断熱層５と、直流電源６とから構成されている。
【０００４】
また、図６は、特許文献２に記載された従来の酸素ポンプ素子を示すものである。図６に示すように、筐体７に、アルミナなどの多孔質基板９に形成された第一電極１０と酸素イオン導電性の薄膜１１と第二電極１２とから構成される酸素ポンプ素子８が設けられ、アルミナなどの絶縁性基板１４上に導電性ペーストをスクリーン印刷でパターン形成してなるヒータ１５から構成される加熱手段１３が設けられている。加熱手段１３は、筐体７に内包されておらず、酸素ポンプ素子８の酸素流出側に大気に解放された状態で配置され全体が構成されている。
【０００５】
この構成において、加熱手段１３に電圧を印加して発熱させ、酸素ポンプ素子８が酸素ポンプとして作動する温度に加熱され、第一電極１０に負電圧、第二電極１２に正電圧を印加すると、図６中矢印で示すように第一電極１０に解離吸着された空気中の酸素は酸素イオン導電性の薄膜１１に取り込まれて酸素イオンとして運ばれ、第二電極１２から酸素分子となって大気中に放出される。
【特許文献１】特表平１０−５００４５０号公報
【特許文献２】特開平１０−１６０３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、酸素ポンプ素子と距離を隔ててヒータなどの加熱手段が配置されていることと、被加熱部分が多いことから、全体の熱容量が大きくなり、酸素ポンプ素子に対する加熱効率が低くなる。
【０００７】
従って、動作温度までの到達時間すなわち昇温速度が遅くなり、且つ動作温度の維持のために相対的に加熱エネルギーが大きくなり、不要なエネルギー消費をもたらしていた。
【０００８】
また、熱損失を小さくするには、断熱効果を高める必要があることから、断熱材の必要量や断熱構造の占有体積が増加し、酸素ポンプ素子とそれを用いた酸素ポンプ装置のサイズが大きくなるという課題を有していた。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するのもので、酸素ポンプ素子を効率的に加熱し、加熱エネルギーを低減すると共に、加熱手段を含めた酸素ポンプ素子構成の簡素化と小型化を図り、酸素濃度の制御可能な混合ガスの安定的な生成を可能とした小型の酸素ポンプ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素ポンプ装置は、酸素イオン伝導性の固体電解質と、前記酸素イオン伝導性の固体電解質の両面に形成された正負両極を構成する電極膜を設けた酸素ポンプ素子を用いた酸素ポンプ装置において、前記電極膜は、前記固体電解質に直接接合するように形成された金属酸化物を含む正負の各第１電極膜と、前記各第１電極膜表面に形成された金属粒子を含む正負の各第２電極膜とで構成され、前記固体電解質のいずれか一面もしくは両面に設けられた前記固体電解質を加熱する面状の加熱手段と、前記正負両極の電極膜が接する空間を区画する前記電極膜のいずれか一方に連結された区画手段と、前記電極膜を介して前記酸素イオン伝導性の固体電解質に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段を制御する電圧制御手段と、前記酸素イオン伝導性の固体電解質の温度を検知し前記加熱手段を制御する温度制御手段と、前記加熱手段の熱発散を防止する通気性の断熱手段と、正の電極膜を介して発生する酸素と被混合ガスとを混合して酸素濃度が富化された混合ガスを生成する混合手段を備えた構成としたものである。
【００１１】
これによって、加熱手段が固体電解質の近傍に設けられたことから、固体電解質に対する加熱効率が高まると共に、発熱体が加熱すべき被加熱部分の熱容量を小さくすることが可能になる。これによって、酸素ポンプ素子は動作温度まで効率的に加熱され、昇温速度は速く、且つ動作温度維持のエネルギー消費が少なくなる。
【００１２】
また、従来に比較して熱容量が小さくなり熱損失の低減も図れるので、断熱効率が高まり、断熱構造の占有体積の低減で、酸素ポンプ素子の小型化が可能となり、酸素ポンプ素子を用いた酸素ポンプ装置が必要とする設置空間の省スペース化が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の酸素ポンプ装置は、少ない熱エネルギーでの安定動作と、設置に必要な占有体積の省スペース化が可能となるので、酸素ポンプ装置を搭載する様々な機器の省エネルギー化と機器運転コストの低減が促進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
第１の発明は、酸素イオン伝導性の固体電解質と、前記酸素イオン伝導性の固体電解質の両面に形成された正負両極を構成する電極膜を設けた酸素ポンプ素子を用いた酸素ポンプ装置において、前記電極膜は、前記固体電解質に直接接合するように形成された金属酸化物を含む正負の各第１電極膜と、前記各第１電極膜表面に形成された金属粒子を含む正負の各第２電極膜とで構成され、前記固体電解質のいずれか一面もしくは両面に設けられた前記固体電解質を加熱する面状の加熱手段と、前記正負両極の電極膜が接する空間を区画する前記電極膜のいずれか一方に連結された区画手段と、前記電極膜を介して前記酸素イオン伝導性の固体電解質に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段を制御する電圧制御手段と、前記酸素イオン伝導性の固体電解質の温度を検知し前記加熱手段を制御する温度制御手段と、前記加熱手段の熱発散を防止する通気性の断熱手段と、正の電極膜を介して発生する酸素と被混合ガスとを混合して酸素濃度が富化された混合ガスを生成する混合手段を備えた構成とすることにより、固体電解質に対する加熱効率が高まると共に、加熱手段が加熱すべき被加熱部分の熱容量を小さくすることが可能になる。
【００１５】
これによって、酸素ポンプ素子は動作温度まで効率的に加熱され、昇温速度は速く、且つ動作温度維持のエネルギー消費が少なくなる。また、従来に比較して熱容量が小さくなり熱損失の低減も図れるので、断熱効率が高まり、断熱構造の占有体積の低減と、酸素ポンプを設置するに必要な体積の低減が可能となる。
【００１６】
第２の発明は、特に第１の発明の加熱手段を白金、金、銀、パラジウム、ロジウムの少なくとも１種で構成される多孔性膜とすることにより、面状に形成された電気抵抗性の多孔性膜が、電解質を均一且つ効率的に加熱することとなり、固体電解質面方向のイオン電流のムラを抑制し、酸素ポンプ素子の動作を安定させる。
【００１７】
第３の発明は、特に第１の発明の加熱手段を、前記固体電解質と前記第１電極膜の間に設けることにより、多孔性膜が直接的に固体電解質を加熱し、加熱のエネルギー効率を高める。
【００１８】
第４の発明は、特に第１の発明の加熱手段を、前記第１電極膜の表面に設けることにより、多孔性膜と固体電解質の密着性が得にくい場合の、加熱手段として有効に固体電解質の加熱を行うことができる。
【００１９】
第５の発明は、特に第１の発明の加熱手段を、前記固体電解質あるいは前記第１電極膜の全面を覆わない構成とすることにより、酸素イオン伝導に対する第１電極膜の動作への妨げの影響を低減し、酸素ポンプ素子の動作効率の低減を抑制する。
【００２０】
第６の発明は、特に第１の発明の加熱手段を、前記正負電極膜と前記多孔性膜が直接的に接触しないように設けることにより、正負電極の動作への多孔性膜の影響を低減し、酸素ポンプ素子の動作を安定させることになる。特に、正負電極と多孔性膜の相互作用が、強い場合に適している。
【００２１】
第７の発明は、特に第１〜６の発明の負電極膜を、その面積が正電極膜に比較して等しいか、もしくはそれ以上である構成とすることにより、可能な限り固体電解質の一方の表面上で負電極膜面積の最大化を図り、正電極膜側に加熱手段を設ける構成で、負電極膜による酸素のイオン化反応を効率的に推進させることが可能となり、酸素ポンプ素子の動作において、負電極膜側から正電極膜側への酸素イオン移動量の低減を抑制できる。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における酸素ポンプ装置の断面構成図を示すものである。図２は、本発明の第１の実施の形態における酸素ポンプ素子の電極部の断面図を示すものである。図１と図２において、酸素ポンプ素子３７は、主に固体電解質１６と、正負のいずれもが各第１電極膜１７ａおよび１８ａと、各第２電極膜１７ｂおよび１８ｂで構成される正負の各電極膜１７および１８と、加熱手段２３とで構成されている。
【００２４】
固体電解質１８は、酸素イオン導電性を有し、例えばランタンガレート系の複合酸化物の焼結体や安定化ジルコニアの焼結体やセリア等の酸素イオン導電性の高い材料が適している。特に、ランタンガレート（Ｌａ0.8Ｓｒ0.2Ｇａ0.8Ｍｇ0.2Ｏ３）系のように比較的低温での酸素イオン伝導性を有するものがよい。
【００２５】
固体電解質１６の表面には、金属酸化物粒子を含む正負の第１電極膜１７ａおよび１８ａと、金属粒子を含む正負の第２電極膜１７ｂおよび１８ｂが設けられている。
【００２６】
正負の第１電極膜１７ａおよび１８ａに含まれる金属酸化物粒子は、ＡＢＯ３型結晶構造を有するペロブスカイト型複合酸化物のような、酸素の吸着特性に優れ、かつ電子移動や酸素イオン伝導による電気伝導性も有する材料が適している。
【００２７】
正負の第１電極膜１７ａおよび１８ａは、印刷法や蒸着法、スパッタ法などで形成できるが、得られる電極膜は、多孔質であり酸素などのガス分子が拡散しやすい構造になっている。
【００２８】
例えば、Ｓｍ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3を有機溶剤、セルロース系ビヒクルをと混合したペーストを、スクリーン印刷により印刷膜を形成し、乾燥、焼成することにより膜厚１０〜２０μｍの多孔性電極膜を形成できる。
【００２９】
正負の第２電極膜１７ｂおよび１８ｂに含まれる金属粒子は、電子伝導に優れ、正負の第１電極膜１７ａおよび１８ａにおいて、酸素分子の移動方向に垂直な面方向の電位分布を均一化できる。金属粒子としては、白金、金、銀、パラジウム、ロジウムなどが適しているが、特に、酸素イオン伝導に関しては、白金あるいは金が更に適している。
【００３０】
加熱手段２３は、電気抵抗性を有する面状の抵抗体であり、ペースト等を使っての印刷法をはじめとして種々の造膜法で形成できる。特に、白金、金、銀、パラジウム、ロジウムの少なくとも１種で構成される多孔性膜が適している。
【００３１】
負電極膜１８には、区画手段１９が連結されている。区画手段は、箔状の耐熱性金属や、セラミック板のようなガス通気性が低い材料が好ましい。区画手段１３の周囲には、電気絶縁性のガス封止剤１４を付加している。また、正電極膜１７および負電極膜１８には、導線２１ａを介して電圧印加手段２１が接続されており、電圧印加手段２１には、電圧制御手段２２が接続されている。
【００３２】
加熱手段２３は、固体電解質１６の温度を検知する温度検知手段２５ａを有する温度制御手段２５と接続されている。固体電解質１６の温度を検知する手段２５ａは、温度センサーあるいは他の方法であってもよい。センサーの場合、固体電解質１６の近傍に配置されるかあるいは、任意の個所に配置してよい。温度検知手段２５ａが検知する固体電解質１６の温度によって、温度制御手段２５が、加熱手段２５への電力の入力制御を行う。
【００３３】
加熱手段２３が発生する熱の損失を抑制するための通気性の断熱材が断熱手段２６および２７、２８である。酸素ポンプ装置を構成する各要素と全体の形状保持のための容器２９は、負電極膜１８側に、通気用の開口部３０を設けている。
【００３４】
また、容器２９の正電極膜１７側には、通気口３１を介して、ガスの混合手段３２が連結されている。混合手段３２は、ガス誘導管３３と、被混合ガス導入管３４と、ガス混合器３５と、ガスポンプ３６によって構成されている。
【００３５】
以上のように構成された酸素ポンプ装置について、以下その動作、作用を説明する。まず、酸素ポンプ装置は、室内空気等の大気中に置かれる。この時、窒素や酸素などの大気成分（以下、単に窒素、酸素とする）は、酸素ポンプ装置を構成する通気性の断熱材である断熱手段２６および２７、２８の内部を通過して正電極膜１７および負電極膜１８の表面まで拡散した状態で安定している。
【００３６】
この状態において温度制御手段２５によって加熱手段２３に通電すると、断熱手段２６および２７、２８内に置かれた固体電解質１６および正電極膜１７、負電極膜１８の温度が上昇する。
【００３７】
温度制御手段２５は、固体電解質１６が動作するに必要な温度となるよう、予め定められた所定の電圧を、加熱手段２３に通電する。固体電解質１６がランタンガレートである場合、動作に必要な温度は、６００℃程度である。但し、この温度が限定を受けるものではなく、固体電解質１６の特性に合わせて、任意の温度の動作も可能である。
【００３８】
加熱手段２３は、固体電解質１６を直接的に加熱するので、加熱における熱効率が高くなり、従来に比べて短時間かつ少ない消費エネルギーでの昇温と温度維持が可能である。
【００３９】
また、加熱手段２３は、固体電解質１６のいずれか一面もしくは両面に設けることを妨げるものではない。加熱手段２３を両面に設けることは、消費電力の増加要因ではあるが、両面から加熱することで更に短時間で昇温が可能になり、消費エネルギーは必ずしも増加するとも限らない。
【００４０】
図１では、加熱手段２３は、固体電解質１６と正の第１電極膜１７ａの間に設けられているが、電極膜と加熱手段２３との相互作用が強い場合は、正の第１電極膜１７ａおよび第２の電極膜１７ｂと接しないような構成とすることで、電極膜の動作への加熱手段２３の影響を低減し、酸素ポンプ素子の動作を安定させることができる。
【００４１】
さらに、加熱手段２３は、多孔性であることから、ガス分子は容易に拡散することが可能で、酸素ポンプ素子における酸素分子の拡散を大きく妨げることはない。
【００４２】
固体電解質１６の温度が上昇した状態においても、窒素と酸素の正電極膜１７および負電極膜１８の表面への拡散は行われている。固体電解質１６の温度が安定した時点で、正電極膜１７と負電極膜１８を介して固体電解質１６に電圧を印加すると、負電極膜１８の表面近傍の酸素が、電気化学反応によって負電極膜１８から固体電解質１６の内部を酸素イオンとして、正電極膜１７へと移動し、正電極膜１７の表面から酸素分子として放出される。
【００４３】
正電極膜１７の表面近傍は、純酸素に近い状態となるが、ガスリークの完全な防止ができない限り、正電極膜１７の表面から離れるとともに、排出された酸素はリークしたガスと自然に混合される。したがって、区画手段１９とガス封止剤２０が、負電極膜１８側からのガスリークを防ぐ手段として有効に作用する。
【００４４】
一方、窒素は負電極膜１８の側に残される。残された窒素は、断熱手段２８の通気性により、大気中に拡散していくと共に、負電極膜１８には酸素が供給される。
【００４５】
正電極膜１７から放出される酸素は、通気口３１を通り、ガス混合手段３２を構成するガス誘導管３３と、被混合ガス導入管３４と、ガス混合器３５とによって被混合ガスと混合される。
【００４６】
本実施の形態では、被混合ガスは大気である。生成される混合ガスは酸素富化ガスであり、その流量は、ガスポンプ３６の吸引と排出速度によって決められる。
【００４７】
また、混合ガス中の酸素濃度は、混合ガス流量と、固体電解質１６を流れる酸素イオン量すなわちイオン電流の大きさによって決められる。イオン電流は、固体電解質１６に印加される電圧の大きさによって制御できる。
【００４８】
最終的に、本発明の酸素ポンプ装置によって得られる混合ガス中の酸素濃度は、電圧制御手段２２による電圧制御とガスポンプ３６による混合ガス流量の制御によって実行されることになる。
【００４９】
正負の電極膜の面積は、負電極膜の面積が正電極膜に比較して、等しいかもしくはそれ以上であることが望ましい。これは、負電極膜における酸素分子のイオン化反応が、正電極膜の酸素イオンの再結合反応に比較して、その反応速度が遅いことによる。
【００５０】
このことは、実際に正負の電極膜の面積が異なる酸素ポンプ素子の電圧−電流特性により、裏付けられる。正電極膜の面積が、負電極膜のそれに比較して小さい場合でも、電流値に大きな変化が認められなかったが、逆に負電極膜の面積が小さい場合は、電流値の減少が認められた。正電極膜の面積は、負電極膜に比較して１０〜２０％もしくはそれ以上小さくしてもよい。
【００５１】
以上のように、本実施の形態では、固体電解質１６に対する加熱効率が高まると共に、加熱手段２３が加熱すべき被加熱部分の熱容量を小さくすることが可能になる。これによって、酸素ポンプ素子３７は動作温度まで効率的に加熱され、昇温速度は速く、且つ動作温度維持のエネルギー消費が少なくなると同時に、従来に比較して熱容量が小さくなり熱損失の低減も図れるので、断熱効率が高まり、断熱構造の占有体積の低減と、酸素ポンプ素子３７を設置するに必要な体積の低減が図れる。そして、酸素ポンプ素子３７を備えた酸素ポンプ装置全体が、少ない熱エネルギーでの安定動作と、設置に必要な占有体積の省スペース化が可能となるので、酸素ポンプ装置を搭載する様々な機器の省エネルギー化と機器運転コストの低減が促進できる。
【００５２】
図３は、本発明の第１の実施の形態における酸素ポンプ装置に用いた酸素ポンプ素子の概略の断面図を示すものである。図３において、加熱手段２３が、正の第１電極膜１７ａの表面に、正の第２電極膜１７ｂと直接的に接しないように形成されている。正の第１電極膜１７ａは、固体電解質１６と全面が接触している。
【００５３】
他の構成は、実施の形態１と同様であり、作用も同様である。特に、加熱手段２３を正の第１電極膜１７ａの表面に、正の第２電極膜１７ｂと直接的に接しないように形成したことにより、加熱手段２３と固体電解質１６の密着性が得にくい場合に適しており、有効に酸素ポンプ素子３７の加熱を行うことができる。
【００５４】
更に、図３においてわかるように、加熱手段２３は、酸素分子の拡散を阻害する要因とならぬように、正の第１電極膜１７ａの全面を覆うことはしない。
【００５５】
これによって、酸素イオン伝導に対する正の第１電極膜１７ａの動作への妨げの影響を低減し、酸素ポンプ素子３７の動作効率の低減を抑制する。
【００５６】
図４は、本発明の第１の実施の形態における酸素ポンプ装置に用いた酸素ポンプ素子の加熱手段形状の概略図を示すものである。
【００５７】
図４において、加熱手段２３は、固体電解質１６に対して、（ａ）及び（ｂ）はしご型構造、（ｃ）渦巻き型構造、（ｄ）蛇行型構造、（ｅ）環状型構造のいずれかの構造をとることができる。
【００５８】
これによって、面状に形成された加熱手段２３が、固体電解質１６を均一加熱することとなり、固体電解質１６の面方向の電位分布を均一化し、酸素ポンプ素子の動作を安定させる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の酸素ポンプ装置は、酸素ポンプ素子の加熱手段を固体電解質の近傍に設けることにより、少ない熱エネルギーでの安定動作と、設置に必要な占有体積の省スペース化が可能となるので、酸素ポンプ装置を搭載する様々な機器の省エネルギー化と機器運転コストの低減が促進できる。例えば、酸素ポンプ素子を搭載する機器としては、エアコンや空気清浄機などの空調機器、また酸素による劣化防止が必要な炊飯器などの調理機器や食料品の保管庫、あるいは高酸素濃度ガスの発生装置、酸素による酸化反応で汚染性物質を除去する機器、オゾン発生装置等がある。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における酸素ポンプ装置の概略の断面構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態の酸素ポンプ装置に用いた酸素ポンプ素子の電極部の断面図
【図３】本発明の第１の実施の形態の酸素ポンプ装置に用いた酸素ポンプ素子の概略の断面図
【図４】本発明の第１の実施の形態の酸素ポンプ装置に用いた酸素ポンプ素子の加熱手段形状の概略図であり、（ａ）及び（ｂ）ははしご型構造を示す図、（ｃ）は渦巻き型構造を示す図、（ｄ）は蛇行型構造を示す図、（ｅ）は環状型構造を示す図
【図５】従来の酸素ポンプ装置を示す一部切欠き斜視図
【図６】従来の酸素ポンプ素子を示す断面図
【符号の説明】
【００６１】
１６  固体電解質
１７  正電極膜
１７ａ  第１の正電極膜
１７ｂ  第２の正電極膜
１８  負電極膜
１８ａ  第１の負電極膜
１８ｂ  第２の負電極膜
１９  区画手段
２１  電圧印加手段
２２  電圧制御手段
２３  加熱手段
２５  温度制御手段
２６、２７、２８  断熱手段
３２  混合手段
【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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