(57)【要約】    【課題】  電解槽の溶損事故を事前に検知して装置の運転停止などを行い、溶損事故による被害を未然に防止する。    【解決手段】  電解槽１３に温度検知器１を取り付け、温度検知器１の出力を報知制御器２に入力する。報知制御器２は、温度検知器１の検知データを受けて、電解槽１３が予め設定された温度以上になり、温度異常であると判定すると電源装置１４に対して制御信号を出力する。該制御信号によって、電解槽１３に対する電源供給を停止したり、ブザーあるいは表示器により警報を発生させ、作業者による適正な対処を促すようにし、これにより電解槽１３の溶損の発生を事前に防止する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽を用いて水の電気分解により水素ガスと酸素ガスとを分離して発生する水素／酸素発生装置において、前記電解槽に設置された温度検知器と、該温度検知器の検知結果が予め設定した温度以上になったときに制御信号を出力する報知制御器とを備えたことを特徴とする水素／酸素発生装置における電解槽の異常検知装置。
【請求項２】
前記温度検知器として火災報知線を用いたことを特徴とする請求項１記載の水素／酸素発生装置における電解槽の異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の電気分解により水素ガスと酸素ガスとを分離して発生する水素／酸素発生装置に係り、特に電解槽における溶損防止技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水の電気分解により水素ガスと酸素ガスとを分離して発生する水素／酸素発生装置および方法として、従来、各種の装置および方法が提案され実施されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図５は水電解式水素酸素分離発生装置の一例を説明するための概略構成図であり、１１は水素ガス分離タンク、１２は酸素ガス分離タンク、１３は両タンク１１，１２において水の電気分解を生じさせる電解槽、１４は電解槽１３に電力を供給する電源装置、１５はタンク１１，１２に水を供給する水補充用タンク、１６は両タンク１１，１２の電解液を設定温度範囲にて冷却する電解液冷却システム、１７は電解液冷却システム１６の循環ポンプ、１８はタンク１１，１２で発生した水素ガス，酸素ガスを冷却するガス冷却システム、１９は、外部に水素ガス，酸素ガスを送るガス経路であって、このガス経路中に圧力計２０，逆火防止器２１などが設けられている。
【０００４】
前記構成の水素酸素分離発生装置は、水と電解液とが混合している両タンク１１，１２において、電解槽１３により電気分解を生じさせ、水素ガス，酸素ガスを分離して発生させるようになっており、構造的に堅固で耐久性，信頼性に優れたものである。
【特許文献１】特開平１１−１２７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図５に示す構成のものを含めて、水素酸素分離発生装置における電解槽１３の主構造は、内蔵される電極の電気的絶縁のために樹脂で形成されているものである。このために、動作の不具合によって異常発熱が起きると電解槽１３の溶損のおそれがあった。
【０００６】
万一、溶損により電解槽１３内部の電解液が流出すると、その後片付けに多くの手間を要し、また内部ガスが流出した場合には火災を発生させるおそれがあるなど、溶損による被害は大きい。
【０００７】
電解槽１３の溶損発生の一要因として電解液中のスラッジの堆積がある。このスラッジは、電解槽１３に供給される純水中の不純物によって発生する。
【０００８】
このため、従来では図６に示すように、市水（水道）を純水器３０にて純水にして、搬送用タンク３１にて電解槽１３に供給する際、供給純水を導電率メーター３２で監視し、純度を高く保つことによって電解槽１３におけるスラッジの発生を回避するようにしてきた。しかしながら、電解槽１３内のスラッジの堆積状態を監視する方法がないため、電解槽１３の溶損を事前に防止することが困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、前記従来の課題を解決し、電解槽の溶損事故を事前に検知して装置の運転停止などを行い、溶損事故による被害を未然に防止することを可能にした水素／酸素発生装置における電解槽の異常検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、電解槽を用いて水の電気分解により水素ガスと酸素ガスとを分離して発生する水素／酸素発生装置において、前記電解槽に設置された温度検知器と、該温度検知器の検知結果が予め設定した温度以上になったときに制御信号を出力する報知制御器とを備えたことを特徴とし、この構成によって、電解槽の温度上昇を検知することにより、電解槽の溶損を事前に防ぐことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の水素／酸素発生装置における電解槽の異常検知装置において、温度検知器として火災報知線を用いたことによって、簡潔な構造によって温度検知が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の水素／酸素発生装置における電解槽の異常検知装置によれば、従来のスラッジの堆積を監視する替わりに、電解槽の温度上昇を検知することにより、確実にかつ簡潔な構造によって電解槽の溶損発生に事前に対処したり、溶損発生を未然に防ぐことが可能になり、電解槽の溶損による各種被害，不具合の発生を確実に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】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、図５にて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態である水電解式水素酸素分離発生装置を説明するための概略構成図であり、本実施形態においては、電解槽１３に温度検知器１が取り付けられており、温度検知器１の出力は報知制御器２に入力する。報知制御器２において、温度検知器１の検知データを受けて、電解槽１３が予め設定された温度以上になり、温度異常であると判定すると、電源装置１４に対して制御信号を出力する。該制御信号によって、電解槽１３に対する電源供給を停止したり、ブザーあるいは表示器により警報を発生させ、作業者による適正な対処を促すようにし、これにより電解槽１３の溶損の発生を事前に防止する。
【００１５】
前記温度検知器１は、電解槽１３の表面温度を長手方向に全域わたって検知することができることが望ましく、これには火災報知線の利用が適している。
【００１６】
図２は本実施形態における火災報知線を説明するための概略図であり、火災報知線３は、２本の電線４が温度を受けて軟化する絶縁樹脂製の被覆体５によって電気的に絶縁されているように構成されており、周囲温度の上昇に伴い被覆体５が軟化し、２本の電線４が互いに接触して電気的導通が生じるようになっている。この導通を検知して報知制御器２では制御信号を出力する。
【００１７】
前記被覆体５の材質，軟化温度は仕様によって設定することが可能である。電解槽１３の温度は一般に高温の方がガス発生能力の面で望ましいが、電解槽１３を形成する例えばポリプロピレン樹脂の融点である約１６０℃を超えた運転は不可能である。したがって、電解槽１３の溶損防止のための温度検知には、適切な温度範囲が設定されなければならない。本実施形態においては、火災報知線３の作動温度は５０℃から１５０℃の間に設定することが好適である。
【００１８】
また、火災報知線３の取り付け構造としては、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような構造が考えられる。（ａ）は電解槽１３に火災報知線３をらせん状に巻き付ける構造であり、（ｂ）は電解槽１３に火災報知線３を直線状に貼付するようにした構造であり、（ｃ）は前記（ａ）と（ｂ）との構造を組み合わせた構造であって、異常温度検知の確度をより向上させたものである。
【００１９】
なお、前記火災報知線３以外の温度検知器として図４に示すような構成のものを採用することができる。図４に示す温度検知器６の構成は、電解槽１３にアルミニウムあるいは銅などの良熱伝導体からなる伝熱板７を取り付け、ここに複数（図には５個を示している）の温度センサ８を取り付ける。これにより、電解槽１３の長手方向の略全域にわたる温度を、伝熱板７の受熱作用により検知することが可能になる。温度センサ８としては、側温抵抗体またはサーミスタ，熱電対などを利用することができる。
【００２０】
報知制御器２には、前記温度センサ８の種類，仕様などに対応した温度測定回路（図示せず）を備え、さらに、例えば５０℃から１５０℃の範囲で任意の設定温度にて制御信号を出力する回路も備える必要もある。
【００２１】
具体的に図１に示す装置構成において、火災報知線３として８０℃から９０℃程度で作動する仕様のものを使用し、この火災報知線３を図３（ｂ）に示す直線状取り付け構造にて電解槽１３に設置し、電解槽１３の内部より加熱ヒータによって擬似的に異常発熱状態を再現する実験を行ったところ、電解槽１３が溶損する前に火災報知線３が作動し、電源装置１４を緊急遮断することができることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明に係る水素／酸素発生装置における電解槽の異常検知装置は、離型水素ガス／酸素ガス発生装置、および混合型水素／酸素ガス発生装置に適用でき、電解槽における温度上昇による溶損発生の防止に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態である水電解式水素酸素分離発生装置を説明するための概略構成図
【図２】本実施形態における火災報知線を説明するための概略図
【図３】本実施形態における火災報知線の取り付け構造の説明図
【図４】本実施形態における温度検知器の他例を説明するための構成図
【図５】従来の水電解式水素酸素分離発生装置を説明するための概略構成図
【図６】従来の電解槽への純水供給の説明図
【符号の説明】
【００２４】
１，６  温度検知器
２  報知制御器
３  火災報知線
７  伝熱板
８  温度センサ
１１  分離タンク（水素）
１２  分離タンク（酸素）
１３  電解槽
１４  電源装置
【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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