(57)【要約】      （修正有）【課題】水素酸素混合ガスを効率的に発生させることができる水素酸素混合ガス発生装置の電解槽を提供する。【解決手段】水を電気分解して水素酸素混合ガスを生成して出力する水素酸素混合ガス発生装置の電解槽１００は、左右対称に配置され、中央部にそれぞれ陽極と陰極の直流電源が印加される左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂと、それぞれの電解槽カバーと結合され、複数の電極板と、電極板と電解室内部の上下左右の面を絶縁するための組立型絶縁箱と、複数の電極板の間隔維持及び絶縁のための組立型絶縁部材を有し、内部に電解室を形成する電解槽本体１２０と、発生した水素酸素混合ガスが溜まるガス集合タンク１６０と、さらに、前記左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ，１１０ｂと電解槽本体１２０の結合接触部の間の二箇所に二枚の絶縁板１７０ａ，１７０ｂを配置して電解槽を絶縁する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右対称に配置され、中央部にそれぞれ陽極と陰極の直流電源が印加される左右一対の板状の電解槽カバーと、
それぞれの電解槽カバーと結合され、内部に電解室を形成する電解槽本体と、
複数の電極板と、
電極板と電解室内部の上下左右の面を絶縁するための組立型絶縁箱と、
複数の電極板の間隔維持及び絶縁のための組立型絶縁部材と、
発生した水素酸素混合ガスが溜まるガス集合タンクと、
前記左右一対の板状の電解槽カバーと電解槽本体の結合接触部の間の二箇所に絶縁板を配置して電解槽を相互に絶縁させた水素酸素混合ガス発生装置の電解槽。
【請求項２】
左右一対の板状の電解槽カバーの一側の上部には、
上端部がガス集合タンクと連結されている水位計が具備されており、
また、
左右一対の板状の電解槽カバーのそれぞれの中央部には、
陽極と陰極の直流電源が印加される電源入力端子が設けられており、
さらに、
左右一対の板状の電解槽カバーの下部には、
電解液の取替えの際に電解液を排出するためのドレインバルブが設けられている請求項１に記載の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽。
【請求項３】
電解槽本体の両端には、
左右一対の板状の電解槽カバーとの間に二枚の絶縁板を介在して結合するための結合接触部が設けられており、
また、
電解槽本体の上部には、生成生産された水素酸素混合ガスをガス集合タンクへ送り出すためのガス排出連通口が設けられている請求項１または請求項２に記載の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽。
【請求項４】
組立型絶縁箱は、上下左右の同一形状の四枚の単位板によって構成されており、
上部板部と下部板部の数箇所には、
固定用のボルトが貫通できる貫通ホールと、
固定用のボルトが上部板部と下部板部の中に完全に入るための固定用のボルト安着溝が形成されており、
また、
左右側板部の上下部の数箇所には、固定用のボルトが締結できるボルト形状が形成されており、
さらに、
上部板には、生成生産された水素酸素混合ガスをガス集合タンクへ送り出すための多数のガス排出連通孔が穿孔されている請求項１に記載の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽。
【請求項５】
組立型絶縁部材は、上下左右の同一形状の四個の単位棒によって構成されており、
上部棒と下部棒には、
固定用のボルトが貫通できる貫通ホールと、
固定用のボルトが上部棒と下部棒の中に完全に入るための固定用のボルト安着溝が形成されており、
また、
左右棒の上下部には、固定用のボルトが締結できるボルト形状が形成されており、
さらに、
上部棒には、生成生産された水素酸素混合ガスをガス集合タンクへ送り出すためのガス排出連通孔が穿孔されている請求項１に記載の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽。
【請求項６】
ガス集合タンクの上部側には、
手動で水を供給する場合の手動給水口と、
手動で水を供給する際に円滑な注水のための空気抜き口と、
発生した水素酸素混合ガスを排出するガス排出口と、
電解槽内部の異常圧力発生の際に作動する安全弁が設けられている請求項１に記載の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は水を電気分解させて、水素対酸素の化学当量比が２対１で構成された水素酸素混合ガスを発生させる水素酸素混合ガス発生装置の電解槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】水を電気分解して水素と酸素を発生させる方法としては、水素ガスと酸素ガスが分離した状態で発生させる方法と、水素ガスと酸素ガスが混合した状態で発生させる方法がある。本発明は、後者の水素ガスと酸素ガスが混合した状態で発生させる水素酸素混合ガス発生装置の電解槽に関するものである。【０００３】水素酸素混合ガス発生装置の電解槽としては、陽極電源と陰極電源を印加するために陽極側の電解槽カバーと陰極側の電解槽カバーを設け、その間の一箇所に絶縁板を挿入介在して、陽極側の電解槽カバーと陰極側の電解槽カバーを隔離絶縁した構造のものが使用されている。【０００４】また、従来から、電解槽内部の一定高さまで電解液を入れ、残りの部分を発生した水素酸素混合ガスが溜まる空間とする構造のものが使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】ところが、陽極側の電解槽カバーと陰極側の電解槽カバーの一箇所だけを絶縁することによって、電気分解効率が落ちるだけでなく、電力損失が大きくなる。【０００６】また、電解槽内部の一定高さまでしか電解液を入れられない構造によっても、電気分解効率が落ち、電力損失が大きくなる問題もある。【０００７】本発明は、従来の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽における問題を解消して、水素酸素混合ガスを効率的に発生させることができる水素酸素混合ガス発生装置の電解槽を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】本発明の水を電気分解して水素酸素混合ガスを発生するための電解槽の基本構成は、左右対称に配置され、中央部にそれぞれ陽極と陰極の直流電源が印加される左右一対の板状の電解槽カバーと、それぞれの電解槽カバーと結合され、内部に電解室を形成する電解槽本体と、複数の電極板と、電極板と電解室内部の上下左右の面を絶縁するための組立型絶縁箱と、複数の電極板の間隔維持及び絶縁のための組立型絶縁部材と、発生した水素酸素混合ガスが溜まるガス集合タンクとを有し、前記左右一対の板状の電解槽カバーと電解槽本体の結合接触部の間の二箇所に絶縁板を配置して電解槽を相互に絶縁させてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】本発明の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽は、陽極側の電解槽カバーと陰極側の電解槽カバーの二箇所を絶縁することによって、電気分解効率が上がるだけでなく、電力損失を少なくすることができる。【００１０】また、電解槽内部に電解液が充満できることによっても、電気分解効率が上がり、電力損失を少なくすることができる。【００１１】さらに、電極板と電解室内部の上下左右の面を絶縁するための組立型絶縁箱と複数の電極板の間隔維持及び絶縁のための組立型絶縁部材が設けられ、電極板の装着を容易にし、且つ、電解室内でのそれぞれの電極板の安定性が確保できる。【００１２】また、さらに、発生した水素酸素混合ガスが溜まる円筒形のガス集合タンクを設けることによって、電解室内の圧力を分散させることができる。
【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添付した図面に示す実施例に基づいて説明すれば、下記のとおりである。
【実施例】
【００１４】図１と図２は本発明の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽の組立斜視図であり、図３は同じく電解槽の分解斜視図を示す。【００１５】図示したとおり、その内部において水を電気分解して水素酸素混合ガスを生成して出力する水素酸素混合ガス発生装置の電解槽１００は、左右対称に配置され、中央部にそれぞれ陽極と陰極の直流電源が印加される左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂと、それぞれの電解槽カバーと結合され、内部に電解室を形成する電解槽本体１２０と、複数の電極板１３０と、電極板と電解室内部の上下左右の面を絶縁するための組立型絶縁箱１４０と、複数の電極板の間隔維持及び絶縁のための組立型絶縁部材１５０と、発生した水素酸素混合ガスが溜まるガス集合タンク１６０と、前記左右一対の板状の電解槽カバーと電解槽本体の結合接触部の間の二箇所に配置して電解槽を相互に絶縁させるための二枚の絶縁板１７０ａ、１７０ｂからなる。【００１６】左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂの結合接触部１１１ａ、１１１ｂと電解槽本体１２０の結合接触部１２１ａ、１２１ｂには結合孔１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂが形成されており、それぞれの結合接触部１１１ａ、１１１ｂ、１２１ａ、１２１ｂを密着させた状態で、ボルト１１３ａ、１１３ｂを挿入し、これをナット１１４ａ、１１４ｂで締結することによって結合する。結合の際には、結合接触部１１１ａ、１１１ｂ、１２１ａ、１２１ｂの間に二枚の絶縁板１７０ａ、１７０ｂを介在することによって内部に絶縁状態の電解室が形成される。【００１７】二枚の絶縁板１７０ａ、１７０ｂには、結合接触部１１１ａ、１１１ｂ、１２１ａ、１２１ｂの結合孔１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂと対応する部位に挿入される締結ボルト１１３ａ、１１３ｂを貫通させるための貫通孔１７１ａ、１７１ｂが形成されている。その結果、結合孔１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂと貫通孔１７１ａ、１７１ｂは連通し、その連通孔を通して締結ボルト１１３ａ、１１３ｂとナット１１４ａ、１１４ｂによって結合されることになる。【００１８】この結合に際しては、締結ボルト１１３ａ、１１３ｂとナット１１４ａ、１１４ｂは金属製であるので、左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂと電解槽本体１２０をそれぞれ完全に絶縁させるために、結合孔１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂと貫通孔１７１ａ、１７１ｂに絶縁ブッシング１１５ａ、１１５ｂを挿入した状態でその絶縁ブッシングの内部へ締結ボルト１１３ａ、１１３ｂを挿入し、また、ナット１１４ａ、１１４ｂ側には絶縁ワッシャー１１６ａ、１１６ｂを介在した状態で結合孔１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂと貫通孔１７１ａ、１７１ｂ￥を挿通した締結ボルト１１３ａ、１１３ｂにナット１１４ａ、１１４ｂを締結する。【００１９】上記のように合体することによって形成される内部の電解室には、複数の電極板１３０が配列されている。【００２０】また、電極板１３０と電解室内部の上下左右の面を絶縁するための組立型絶縁箱１４０が設けられている。【００２１】さらに、複数の電極板１３０の間隔維持及び絶縁のための複数の組立型絶縁部材１５０が設けられている。【００２２】前述のとおり、左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂと電解槽本体１２０は電気的に絶縁されており、電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂの一側には陽極を連結し、他側には陰極を連結するために、それぞれ電源入力端子１１７ａ、１１７ｂが設けられている。【００２３】また、左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂの一側には使用者が電解液の水位を目認できる水位計１１８が具備されており、水位計の上端部はガス集合タンク１６０と連結されている。他側の下部側には電解液の取替えの際に電解液を排出するためのドレインバルブ１１９が設けられている。【００２４】さらに、電解槽本体１２０の上部側には、生成生産された水素酸素混合ガスをガス集合タンク１６０へ送り出すためのガス排出連通口１２３ａ、１２３ｂが設けられている。これらの連通口は給水の際には水路の役割もすることになる。【００２５】ガス集合タンク１６０の上部側には、手動で水を供給する場合の手動給水口１６１と手動で水を供給する際に円滑な注水のための空気抜き口１６２及び発生した水素酸素混合ガスを排出するガス排出口１６３と電解槽１００内部の異常圧力発生の際に作動する安全弁１６４が設けられている【００２６】図４〜７は、上記図１〜図３に示すそれぞれの構成部材の詳細を示す。【００２７】図４は、前記電極板と組立型絶縁箱及び組立型絶縁部材の分離斜視図であり、図５は図４に示された組立型絶縁部材の分解斜視図である。また、図６は、図２のＡ−Ａ線の断面図を示し、図７は図３のＢ部及び図４のＣ部の拡大断面図である。【００２８】図４に示すように、組立型絶縁箱１４０は、上下左右の同一形状の四枚の単位板１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄによって構成されており、これらが組み立てられて四角形の型枠が形成される。【００２９】組立型絶縁箱１４０の上部板１４０ｃと下部板１４０ｄの数箇所には固定用のボルト１４１が貫通できるように貫通ホール１４２が形成されており、固定用のボルト１４１が上部板１４０ｃと下部板１４０ｄの中に完全に入るように固定用のボルト安着溝１４３が形成されている。【００３０】また、左右側板部１４０ａ、１４０ｂの上下の数箇所には固定用のボルト１４１が締結されるようにボルト形状１４４が形成されている。【００３１】さらに、上部板１４０ｃには、生成生産された水素酸素混合ガスをガス集合タンク１６０へ送り出すための多数のガス排出連通孔１４５が穿孔されている。これらの連通孔は給水の際には水路の役割もすることになる。【００３２】図５に示すように、組立型絶縁部材１５０は、上下左右の同一形状の四個の単位棒１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄによって構成されており、これらが組み立てられて四角形の枠型が形成される。【００３３】組立型絶縁部材１５０の上部棒１５０ｃと下部棒１５０ｄには固定用のボルト１５１が貫通できるように貫通ホール１５２が形成されており、固定用のボルト１５１が上部棒１５０ｃと下部棒１５０ｄの中に完全に入るように固定用のボルト安着溝１５３が形成されている。【００３４】また、左右側棒１５０ａ、１５０ｂの上下には固定用のボルト１５１が締結されるようにボルト形状１５４が形成されている。【００３５】さらに、上部棒１５０ｃには、生成生産された水素酸素混合ガスをガス集合タンク１６０へ送り出すためのガス排出連通孔１５５が穿孔されている。これらの連通孔１５５は給水の際には水路の役割もすることになる。【００３６】複数の電極板１３０の下端には電解液通過用の通水孔１３１が形成されている。【００３７】前述の組立型絶縁箱１４０及び組立型絶縁部材１５０は耐熱絶縁性の優れた材質からなり、固定用のボルト１４１、１５１はステンレススチール製からなる。また、左右一対の板状の電解槽カバー１１０ａ、１１０ｂと電解槽本体１２０もステンレススチール製からなり、二枚の絶縁板１７０ａ、１７０ｂは弾性や耐熱性を持つ材質からなる。【００３８】ここに開示された実施例は、当業者の理解を助けるためのもので、本発明の技術的思想がこの実施例の記載によって限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で多様な変形が可能であるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】本発明の水素酸素混合ガス発生装置の電解槽によって生成生産された水素酸素混合ガスは、炭素を含まない無公害ガスで、各種の熱加工等の熱源として使用されるだけでなく、水素酸素混合ガス温風器、水素酸素混合ガスボイラー、水素酸素混合ガス炭化装置、焼却炉のダイオキシン除去のための二次燃焼等の燃料としても幅広く使用できる。また、他の燃料との併用もできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による水素酸素混合ガス発生装置の電解槽の組立斜視図を示す。
【図２】同じく電解槽の組立斜視図を示す。
【図３】同じく電解槽の分解斜視図を示す。
【図４】電極板と組立型絶縁箱及び組立型絶縁部材の分離斜視図を示す。
【図５】図４の組立型絶縁部材の分解斜視図を示す。
【図６】図２のＡ−Ａ線の断面図である。
【図７】図３のＢ部及び図４のＣ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】１００：電解槽
１１０ａ、１１０ｂ：電解槽カバー
１１１ａ、１１１ｂ、１２１ａ、１２１ｂ：結合接触部
１１２ａ、１１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂ：結合孔
１２０：電解槽本体
１３０：電極板
１４０：組立型絶縁箱
１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄ：上下左右の同一形状の四枚の単位板
１５０：組立型絶縁部材
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ：上下左右の同一形状の四個の単位棒
１６０：ガス集合タンク
１７０ａ、１７０ｂ：絶縁板
１７１ａ、１７１ｂ：貫通孔
【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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