(57)【要約】【課題】固体電解質の成型が容易で、酸素濃度の制御可能な酸素ポンプ装置を提供することを目的としている。【解決手段】酸素イオン伝導性の固体電解質１０の両面に正・負電極膜１１、１２を形成し、正電極膜１１を介して発生する酸素と被混合ガスとを混合手段２６で混合して酸素濃度が富化された混合ガスを生成するものである。これにより、固体電解質１０の成型が容易で、酸素濃度の制御可能な酸素ポンプ装置を提供することができる。【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、前記固体電解質の両面に形成された正・負電極膜と、前記正・負電極膜が接する空間を区画する区画手段と、前記前記正・負電極膜を介して前記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、前記固体電解質と前記正・負電極膜を加熱する加熱手段と、前記固体電解質の温度を検知し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断熱手段と、正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】
負電極膜に酸素を含むガスを供給する第１ガス供給手段を有する請求項１に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項３】
正電極膜に酸素を含むガスを供給する第２ガス供給手段を有する請求項１または２に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項４】
混合手段は、混合ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段を備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項５】
電圧印加手段は、半波直流を発生する請求項１〜４のいずれか１項に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項６】
電圧制御手段は、正・負電極膜を介して酸素イオン伝導性の固体電解質を通過する電流を検知する電流検知手段と、負電極膜近傍の空間の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項７】
第１ガス供給手段は、断熱手段を貫通するように配置された小孔を有する中空管とした請求項２または３に記載の酸素ポンプ装置。
【請求項８】
第２ガス供給手段は、断熱手段を貫通するように配置された小孔を有する中空管とした請求項３または７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からなる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また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、固体電解質円筒体の両面に白金電極を設けた固体電解質酸素ポンプにおいて、前記白金電極上に白金ネットを設けたものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特表平１０−５００４５０号公報
【特許文献２】特開平９−１２７０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、酸素の分離を目的としているもので、基本的な構成として、酸素イオン伝導体である電解質形状が中空シリンダ（管）もしくは円筒体であり、そのような形状の成型が容易ではなく、成型可能な電解質に限定されるので、より酸素イオン伝導性に優れた電解質の利用が困難となる課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するのもので、固体電解質の成型が容易で、酸素濃度の制御可能な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】
【０００５】
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の両面に正・負電極膜を形成し、正電極膜を介して発生する酸素と被混合ガスとを混合手段で混合して酸素濃度が富化された混合ガスを生成するものである。
【０００６】
これにより、固体電解質の成型が容易で、酸素濃度の制御可能な酸素ポンプ装置を提供することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の酸素ポンプ装置は、固体電解質の成型が容易で、酸素濃度の制御可能な酸素ポンプ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第1の発明は、酸素イオン伝導性の固体電解質と、前記固体電解質の両面に形成された正・負電極膜と、前記正・負電極膜が接する空間を区画する区画手段と、前記前記正・負電極膜を介して前記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、前記固体電解質と前記正・負電極膜を加熱する加熱手段と、前記固体電解質の温度を検知し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断熱手段と、正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とすることにより、固体電解質の成型が容易で、酸素濃度の制御可能な酸素ポンプ装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の負電極膜に酸素を含むガスを供給する第１ガス供給手段を有することにより、第１ガス供給手段が、負電極膜の近傍の酸素濃度を安定化させるので、酸素ポンプ装置の安定した動作が可能となる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の正電極膜に酸素を含むガスを供給する第２ガス供給手段を有することにより、第２ガス供給手段が、負電極膜側からの正電極膜側へのガスリークを抑制することが可能となるので、生成する酸素濃度の低下が抑制され、酸素の効率的な利用が可能となる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明の混合手段が、混合ガス中の酸素濃度を制御する酸素濃度制御手段を備えたことにより、正電極膜を介して生成される酸素と被混合ガスとの混合比を変動させることが可能となり、用途に応じた酸素濃度を実現できる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の電圧印加手段が、半波直流を発生することにより、一般家庭にある１００Ｖ交流を使った簡易な直流電源が使用可能となり、酸素ポンプ装置の汎用性を高めることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明の電圧制御手段が、正・負電極膜を介して酸素イオン伝導性の固体電解質を通過する電流を検知する電流検知手段と、負電極膜近傍の空間の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段とを備えたことにより、固体電解質を流れる酸素量が明らかとなり、負電極膜側の酸素濃度に応じて任意の酸素量を発生する電圧制御が可能となり、その結果、不要な酸素発生をすることなく、余分な電力の使用を低減できるとともに、酸素ポンプ装置の安定的な動作を可能とする。
【００１４】
第７の発明は、特に、第２または第３の発明の第１ガス供給手段は、断熱手段を貫通するように配置された小孔を有する中空管としたことにより、負電極膜近傍に効率的に酸素を含むガスを供給できるので、酸素濃度の極端な減少が抑制され、酸素ポンプ装置の動作の安定化が可能となる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第３または第７の発明の第２ガス供給手段は、断熱手段を貫通するように配置された小孔を有する中空管としたことにより、負電極膜の近傍に効率的に酸素を含むガスを供給できるので、酸素濃度の極端な減少が抑制され、酸素ポンプ装置の動作の安定化が可能となる。また、第１ガス供給手段と相俟って酸素ポンプ装置のより安定した動作が可能となる。
【００１６】
以下、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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における酸素ポンプ装置を示すものである。
【００１８】
図において、酸素イオン伝導性の固体電解質１０は置換型のランタンガレート（Ｌａ0.8Ｓｒ0.2Ｇａ0.8Ｍｇ0.2Ｏ３）の焼結体を任意の厚さの平板状に成型したものであり、表裏面に正電極膜１１と負電極膜１２が酸素イオン伝導性を発現するように結合されている。固体電解質１０は、ランタンガレートに限るものではなく、イットリウムドープ型のジルコニア（ＹＳＺ）、サマリウムト゛ープ型のセリア（ＳＤＣ）等であっても良い。
【００１９】
正電極膜１１と負電極膜１２には、導電性を有するペロブスカイト型複合酸化物を用いた。例えば、Ｓｍ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3有機溶剤と、セルロース系ビヒクルとを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した。
【００２０】
前記正・負電極膜１１、１２が接する空間は区画手段１３により区画されている。本実施の形態では、負電極膜１２に電導性の金属箔である区画手段１３が連結されている。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。
【００２１】
また、正・負電極膜１１、１２を介して固体電解質１０に電圧を印加する電圧印加手段１５は、導線１５ａで正・負電極膜１１、１２に接続されており、電圧印加手段１５には、これを制御する電圧制御手段１６が接続されている。前記固体電解質１０と前記正・負電極膜１１、１２を加熱する加熱手段１７は、そのヒータ１８が、区画手段１３を介して負電極膜１２の表面に対向配置されている。また、固体電解質１０の温度を検知する検知手段１９ａを備え、固体電解質１０の温度によって加熱手段１７のヒータ１８を制御する温度制御手段１９は、加熱手段１７と接続されている。
【００２２】
固体電解質１０の温度を検知する検知手段１９ａ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１０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。
【００２３】
ヒータ１８が発生する熱の熱発散を防止するために通気性の断熱材からなる断熱手段２０〜２２が容器２３内に設けてある。容器２３は、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ものであり、負電極膜１２側に、通気用の開口部２４を設けている。また、容器２３の正電極膜１１側には、通気口２５を介して、ガスの混合手段２６が連結されている。混合手段２６は、正電極膜１１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ものであり、ガス誘導管２７と、被混合ガス導入管２８と、ガス混合器２９と、ガスポンプ３０によって構成されている。
【００２４】
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。
【００２５】
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、窒素や酸素等の大気成分（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２０〜２２の内部を通過して正電極膜１１および負電極膜１２の表面まで拡散した状態で安定している。
【００２６】
この状態において、温度制御手段１９によってヒータ１８に通電すると、断熱手段２０〜２２内の固体電解質１０および正電極膜１１、負電極膜１２の温度が上昇する。温度制御手段１９は、固体電解質１０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、ヒータ１８に通電する。固体電解質１０がランタンガレートである場合、動作に必要な温度は、約６００℃が好ましい。但し、この温度が限定を受けるものではなく、固体電解質１０の特性に合わせて、任意の温度の動作も可能である。
【００２７】
固体電解質１０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１１および負電極膜１２の表面への拡散は行われている。固体電解質１０の温度が安定した時点で、正電極膜１１と負電極膜１２を介して固体電解質１０に電圧を印加すると、負電極膜１２の表面近傍の酸素が、電気化学反応によって負電極膜１２から固体電解質１０の内部を酸素イオンとして、正電極膜１１へと移動し、正電極膜１１の表面から酸素分子として放出される。
【００２８】
正電極膜１１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１１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１３とガス封止剤１４が、負電極膜１２側からのガスリークを防ぐ手段として有効に作用する。
【００２９】
一方、窒素は負電極膜１２の側に残される。残された窒素は、断熱手段２０〜２２の通気性により、大気中に拡散していくとともに、負電極膜１２には酸素が供給される。
【００３０】
正電極膜１１から放出される酸素は、通気口２５を通り、混合手段２６を構成するガス誘導管２７と、被混合ガス導入管２８と、ガス混合器２９とによって被混合ガスと混合される。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３０の吸引と排出速度によって決められる。
【００３１】
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１０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１０に印加される電圧の大きさによって制御できる。
【００３２】
最終的に、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１６による電圧制御とガスポンプ３０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。
【００３３】
以上のように、本実施の形態においては、固体電解質１０を平板状に成型でき、その成型が容易であるとともに、固体電解質１０と正電極膜１１と負電極膜１２を、酸素イオン伝導性を発現するように結合させ、区画手段１３等によってガスリークを抑制し、加熱昇温と電圧印加を行うことにより、酸素分子を正電極膜１１から放出させ、酸素富化された混合ガスを生成することとなり、電圧制御手段１６による電圧制御とガスポンプ３０による混合ガス流量の制御によって、任意の酸素濃度ガスを安定的に得ることができる。
【００３４】
また、本実施の形態では正電極膜１１と負電極膜１２は、それぞれ単層構造に限るものではなく、上記のペロブスカイト型酸化物を使った正・負電極膜１１、１２の表面に、金あるいは白金のような導電性の優れた材料の多孔性膜を形成した２層構造の電極膜とすることができる。これにより、正電極膜１１と負電極膜１２のイオン電流と垂直方向、すなわち電極膜の面方向の電位分布が均一になり、正電極膜１１と負電極膜１２の動作が、ムラなく行われることから、消費電力の低減を図ることができるとともに、効率的な酸素イオンの移動が可能となる。
【００３５】
（実施の形態２）
図２、図３は、本発明の実施の形態２における酸素ポンプ装置の混合手段と酸素濃度制御手段を示すものである。酸素ポンプ装置の基本構成は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態においては、容器２３の正電極膜１１側に、通気口２５を介して、連結された混合手段２６に、酸素濃度制御手段３１が付加された構成となっている。酸素濃度制御手段３１は、酸素濃度検知手段３１ａと、流量弁３１ｂと、流量弁制御手段３１ｃを有している。これによって、混合手段２６は、酸素濃度を随時追跡することが可能となり、生成する混合ガス中の酸素濃度を、より精度よく制御できる。
【００３７】
ここで、酸素濃度検知手段３１ａは、市販されているような酸素センサーであってもよいが、本実施の形態では、図３に示すような低電力での動作が可能な濃淡電池型の酸素センサーを用いた。
【００３８】
図３において、酸素濃度検知手段３１ａは、支持体３２の表面に抵抗体３３と絶縁層３４を設けた。絶縁層３４の表面に酸素イオン導電性の固体電解質層３５を設け、その表面に電極層３６、３７を設けた。
【００３９】
ここでは、支持体３２に、石英ガラスを使用し、面積が５ｍｍ×５ｍｍ以下、厚さ１ｍｍ以下とした。抵抗体３３は、厚さ１μｍ以下の白金層とし、絶縁層はシリカとした。固体電解質層３５は、厚さ１〜２μｍで形成した安定化ジルコニアであるＹＳＺとし、電極層３６、３７には、それぞれ酸素に対する反応性が異なる導電性材料の組合せ（例えば、白金と金）を使用した。
【００４０】
このような酸素濃度検知手段３１ａの特徴は、抵抗体３３で固体電解質層３５の昇温を行うのであるが、小型軽量であるために、熱容量が極めて小さく、低電力で動作することから、乾電池等の使用が可能となり、設置場所の制限も少なくなる。したがって、本実施の形態において、有効な酸素濃度検知手段となる。
【００４１】
上記酸素濃度検知手段３１ａから得られる電極層３６、３７の間に生ずる起電力によって、酸素濃度制御手段３１が、混合手段２６の効果的な動作を可能とする。すなわち、正電極膜１１を介して生成される酸素と被混合ガスとの混合比を変動させることが可能となり、用途に応じた酸素濃度が実現できる。
【００４２】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における酸素ポンプ装置の電圧−電流特性グラフを示すものである。
【００４３】
図に示すように、電圧印加手段１５から発生する波形が、半波整流された直流あっても、通常の直流同様の特性が得られることがわかる。この時、固体電解質１０の温度は約６００℃である。これによって、一般家庭にある１００Ｖ交流を使った簡易な直流電源が使用可能となり、酸素ポンプ装置の汎用性を高めることができる。
【００４４】
（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における酸素ポンプ装置における電圧制御手段を示すものである。酸素ポンプ装置の基本構成は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態においては、図に示すように、電圧制御手段１６は、正・負電極膜１１、１２を介して酸素イオン伝導性の固体電解質１０を通過する電流を検知する電流検知手段３８と、負電極膜１２近傍の空間の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段４０を備えたものである。前記電流検知手段３８は、電気的に接続された抵抗３９によって、固体電解質１０を通過する電流を検知する。一方、酸素濃度検出手段４０は、実施の形態２による酸素濃度検知手段３１ａと同等の構成であり、負電極膜１２の近傍に配置している。
【００４６】
電流は、固体電解質１０でジュール熱を発生し、自己発熱を生じさせる。したがって、過剰な電流を流すことは、動作の安定性を維持する上で好ましくない。また、負電極膜１２の表面近傍は、酸素濃度の低下が進行すると、電流値が低下することとなる。更に、極端に酸素濃度が低くなった場合は、負電極膜１２や固体電解質１０の構造変化を誘発する可能性もある。このようなことから、電流と負電極膜１２近傍での酸素濃度は、できる限り検知しておくことが望ましい。
【００４７】
図５に示した、電流検知手段３８と酸素濃度検出手段４０とを備えた電圧制御手段１６は、固体電解質を流れる酸素量を検知し、負電極膜１２側の酸素濃度に応じて任意の酸素量を発生する電圧制御が可能となり、結果、不要な酸素発生をすることなく、余分な電力の使用を低減できるとともに、酸素ポンプ装置の安定的な動作を可能とする。
【００４８】
（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における酸素ポンプ装置を示すものである。酸素ポンプ装置の基本構成は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００４９】
本実施の形態においては、図に示すように、第１ガス供給手段４１が負電極膜１２の表面近傍に、酸素を含むガスの供給が可能となるよう配置されている。第１ガス供給手段４１は、本実施の形態においては、断熱手段２１に貫通する小孔を直接に形成して構成しているが、小孔を有する中空管を、断熱手段２１を貫通するように配置して構成してもよい。
【００５０】
負電極膜１２の表面近傍は、電極反応の酸素移動により、酸素濃度の低下が起こる。そして、極端な低酸素濃度に至ると、電流が流れにくくなるので、酸素ポンプ装置の動作が安定しにくくなる。したがって、酸素供給と酸素移動のバランスを図ることが、安定した動作には好ましい。このような状態は、固体電解質１０にかかる電圧が高く、電流値が高い状態で発生しやすくなる。
【００５１】
図７は、本実施の形態における酸素ポンプ素子の電圧−電流特性グラフを示している。これより高電圧領域で、電流値が増大し、第１ガス供給手段４１の効果が明らかである。これは、第１ガス供給手段４１が、大気中の酸素を負電極膜１２の表面近傍に供与することによるものである。
【００５２】
このように、第１ガス供給手段４１は、負電極膜１２の表面近傍に効率的に酸素を含むガスを供給できるので、酸素濃度の極端な減少が抑制され、酸素ポンプ装置の動作の安定化が可能となる。
【００５３】
なお、本発明の実施の形態２〜４における構成が、本実施の形態においても同様な作用で効果をもたらすことは明らかである。
【００５４】
（実施の形態６）
図８は、本発明の実施の形態６における酸素ポンプ装置を示すものである。酸素ポンプ装置の基本構成は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００５５】
本実施の形態においては、図に示すように、第２ガス供給手段４２が正電極膜１１の表面近傍に、酸素を含むガスの供給が可能となるよう配置されている。第２ガス供給手段４２は、本実施の形態においては、小孔を有する中空管を、断熱手段２０を貫通するように配置して構成しているが、断熱手段２０に貫通する小孔を直接に形成して構成してもよい。
【００５６】
正電極膜１１の表面近傍は、電極反応の酸素移動により、酸素濃度は純酸素に近い状態にあるが、通気性の断熱手段２０等の構造からも予想されるように、周囲からのガスリークが存在する。これによって、酸素濃度は被混合ガスと混合されるより以前に低下する可能性がある。特に、混合ガスの酸素濃度制御を容易にするためには、負電極膜１２側の比較的低酸素濃度のガスのリークは、できる限り避けることが必要である。
【００５７】
図９は、本発明の実施の形態における酸素ポンプ素子の電圧−電流特性グラフを示している。これより第２ガス供給手段４２の有無に関わらず、特性の変化は小さいので、第２ガス供給手段４２の配置が、問題とはならない。
【００５８】
一方、小孔を有する中空管を、断熱手段２０を貫通するように配置し、酸素ポンプ装置を動作させ、得られた混合ガス中の酸素濃度は、第２ガス供給手段４２を設けない場合の酸素濃度を基準にすると、約１０％程度の向上が認められた。この変化量は、これに限るものではなく、第２ガス供給手段４２の形状や設置の条件によって異なることは容易に想定される。
【００５９】
このように、第２ガス供給手段４２は、正電極膜１１側への負電極膜１２側からのガスリークを抑制することを可能とするので、正電極膜１１側で生成する酸素濃度の低下が抑制され、酸素の効率的な利用が可能となる。
【００６０】
なお、本発明の実施の形態２〜４における構成が、本実施の形態においても同様な作用で効果をもたらすことは明らかである。
【００６１】
（実施の形態７）
図１０は、本発明の実施の形態７における酸素ポンプ装置を示すものである。酸素ポンプ装置の基本構成は実施の形態１と同じであるので説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態においては、図に示すように、第１ガス供給手段４１が負電極膜１２の表面近傍に、酸素を含むガスの供給が可能となるよう配置され、第２ガス供給手段４２が、正電極膜１１の表面近傍に、酸素を含むガスの供給が可能となるよう配置されている。
【００６３】
第１ガス供給手段４１、第２ガス供給手段４２は、実施の形態６で説明したように、断熱手段に貫通する小孔を直接に形成するか、もしくは小孔を有する中空管を、断熱手段を貫通するように配置してもよい。
【００６４】
実施の形態５および６で説明したように、負電極膜１２の表面近傍は、電極反応の酸素移動により、酸素濃度の低下が起こる。そして、極端な低酸素濃度に至ると、電流が流れにくくなるので、酸素ポンプ装置の動作が安定しにくくなる。
【００６５】
加えて、正電極膜１１の表面近傍は、電極反応の酸素移動により、酸素濃度は純酸素に近い状態にあるが、通気性の断熱手段２０等の構造からも予想されるように、周囲からのガスリークが存在する。これによって、酸素濃度は被混合ガスと混合されるより以前に低下する可能性がある。
【００６６】
第１ガス供給手段４１と第２ガス供給手段４２は、既に説明したように作用し、生成する混合ガスの酸素濃度の低下を抑制し、酸素の効率的な利用を可能とし、より安定した酸素ポンプ装置の動作と、混合ガスの生成を可能とする。
【００６７】
なお、本発明の実施の形態２〜４における構成が、本実施の形態においても同様な作用で効果をもたらすことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、本発明にかかる酸素ポンプ装置は、酸素富化されたガスの生成が可能となるので、酸素によって化学反応あるいは生化学的反応を促進させ、あるいは抑制させる機器や、その他酸素を利用する様々な機器開発の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素ポンプ装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態２における酸素ポンプ装置の混合手段を示す断面図
【図３】同混合手段における濃度検知手段の断面図
【図４】本発明の実施の形態３における酸素ポンプ装置の電圧−電流特性を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態４における酸素ポンプ装置の断面図
【図６】本発明の実施の形態５における酸素ポンプ装置の断面図
【図７】同酸素ポンプ装置における電圧−電流特性を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態６における酸素ポンプ装置の断面図
【図９】同酸素ポンプ装置における電圧−電流特性を示すグラフ
【図１０】本発明の実施の形態７における酸素ポンプ装置の断面図
【符号の説明】
【００７０】
１０  固体電解質
１１  正電極膜
１２  負電極膜
１３  区画手段
１５  電圧印加手段
１６  電圧制御手段
１７  加熱手段
１９  温度制御手段
２０〜２２  断熱手段
２６  混合手段
３１  酸素濃度制御手段
３８  電流検知手段
４０  酸素濃度検出手段
４１  第１ガス供給手段
４２  第２ガス供給手段
【図１】
2005089815.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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