CN205710932U - 气体生成装置以及使用该气体生产装置的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够容易地得到规定气体的气体生成装置。所公开的气体生成装置(100)包括用于配置水性液体(10)的槽(110)、配置于槽(110)内的隔离件(130)、以及配置于槽(110)内的第一电极(121)以及第二电极(122)。在槽(110)的上部形成有第一气体放出口(110a)以及第二气体放出口(110b)。槽(110)通过包括隔离件(130)的分隔件(132)被划分为第一电极(121)所存在的第一区域(111)与第二电极(122)所存在的第二区域(112)。第一区域(111)与第一气体放出口(110a)连接。第二区域(112)与第二气体放出口(110b)连接。

Description

气体生成装置以及使用该气体生产装置的装置

技术领域

本实用新型涉及气体生成装置以及使用该气体生成装置的装置。

背景技术

氢气、氧气是经常在化学实验中使用的气体。但是，在使用上述气体的情况下，通常使用储气瓶，而储气瓶的管理比较麻烦。另外，在使用储气瓶的情况下，需要将储气瓶移动至使用氢气、氧气的地点或进行配管。因此，以往，对于在任意地点且在任意时间获得氢气、氧气所需的劳力较大。

另一方面，以往提出了通过对水溶液进行电解而生成氢气以及氧气的装置(例如日本特开2004-143508号公报以及日本特开2007-284730号公报)。在日本特开2004-143508号公报的装置中，使用离子交换膜对电解液进行电解。但是，离子交换膜的能力由于使用而降低，因此需要更换或再生。另外，由于离子交换膜的电阻较大，因此在电解时需要施加高电压。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-143508号公报

专利文献2：日本特开2007-284730号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

在这种状况下，本实用新型的目的之一在于提供能够容易地获得规气体的气体生成装置。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本实用新型的气体生成装置通过对水性液体进行电解而生成气体，所述气体生成装置包括：用于配置所述水性液体的槽；配置于所述槽内的隔离件；以及配置于所述槽内的第一电极以及第二电极，在所述槽的上部形成有第一气体放出口以及第二气体放出口，所述槽通过包括所述隔离件的分隔件被划分为所述第一电极所存在的第一区域与所述第二电极所存在的第二区域，所述第一区域与所述第一气体放出口连接，所述第二区域与所述第二气体放出口连接。

所述气体生成装置也可以构成为，隔离件以包围第二电极的方式配置。

所述气体生成装置也可以构成为，第二电极与铅垂方向所成的角度不足10°，隔离件包括以包围第二电极的方式配置的筒状部。

所述气体生成装置也可以构成为，以第一电极成为阴极且第二电极成为阳极的方式向第一电极与第二电极之间施加电压。

所述气体生成装置也可以构成为，第一电极包括两个电极，两个电极以隔着隔离件将第二电极夹在中间的方式配置。

所述气体生成装置也可以构成为，在分隔件的比第一电极以及第二电极靠上方的局部，存在有将第一区域与第二区域连接的连接部。

所述气体生成装置也可以构成为，在连接部的周围设置有用于抑制在水性液体中上升的气泡穿过连接部的抑制机构。

所述气体生成装置也可以构成为，气体生成装置还包括板，该板以覆盖水性液体的上方的方式配置在槽内，气体能够通过板的下方与上方之间。

所述气体生成装置也可以构成为，气体生成装置还包括板，该板以覆盖水性液体的上方的方式配置在槽内，在板上形成有贯通孔。

利用气体的本实用新型的装置包括：本实用新型的气体生成装置；以及供通过所述气体生成装置生成的气体进行流动的气体流路。

所述装置也可以构成为，该装置包括从由吸入用的器具以及与吸入用的器具连接的连接构件构成的组中选出的至少一者，气体被引导至从由吸入用的器具以及与吸入用的器具连接的连接构件构成的组中选出的所述至少一者。

所述装置也可以构成为，该装置还包括用于配置液体的容器，气体流路将通过气体生成装置生成的气体引导至配置于容器内的液体中。

所述装置也可以构成为，装置还包括设置于容器的上方的连接构件，连接构件是与吸入用的器具连接的连接构件。

实用新型效果

根据本实用新型的气体生成装置，能够容易地获得规定气体(例如氢气)。另外，根据本实用新型，能够容易地调制溶解有规定的气体的液体。

附图说明

图1是示意性地示出本实用新型的气体生成装置的一例的剖视图。

图2是示意性地示出图1的线II-II处的剖面的图。

图3是示意性地示出连接部的一例的剖视图。

图4是示意性地示出利用了本实用新型的气体生成装置的装置的一例的图。

图5是示意性地示出利用了本实用新型的气体生成装置的装置的另一例的图。

图6是示意性地示出本实用新型的气体生成装置的另一例的剖视图。

图7是示意性地示出图6所示的装置的一部分的剖视图。

图8是示意性地示出图6所示的装置的另一部分的剖视图。

图9是示意性地示出利用了本实用新型的气体生成装置的装置的另一例的图。

附图标记说明：

10 水性液体

11 液体

100、100a、310 气体生成装置

110 槽

110a 第一气体放出口

110b 第二气体放出口

111 第一区域

112 第二区域

121 第一电极

122 第二电极

130 隔离件

132 分隔件

140 直流电源

300 气体溶解装置

300a 装置

311、410、411、412 气体流路

312、312a 容器

312b 盖

400 气体吸入装置

413、901 连接构件

601 防漏液板

414 吸入器具

具体实施方式

以下，对本实用新型的实施方式进行说明。在以下的说明中，举例对本实用新型的实施方式进行说明，但本实用新型不限于以下说明的例子。在以下的说明中，有时例示具体的数值、材料，但只要能够得到本实用新型的效果，则也可以应用其他数值、材料。

在本说明书中，铅垂方向以及水平方向分别表示在将装置设置为使用状态时的铅垂方向以及水平方向。具体而言，水平方向是与配置在槽(电解槽)内的液体的液面平行的方向，通常是与装置的底面(设置面)平行的方向。

(气体生成装置)

本实用新型的气体生成装置通过对水性液体进行电解而生成气体。该气体生成装置能够通过对水性液体进行电解而生成氢气以及氧气。此外，在水性液体中含有氯离子、碳酸盐离子的情况下，也能够生成氯气、碳酸气体。

本实用新型的气体生成装置包括用于配置水性液体的槽、配置在槽内的隔离件、以及配置在槽内的第一电极以及第二电极。在槽的上部形成有第一气体放出口以及第二气体放出口。槽通过包括隔离件的分隔件而被划分为第一电极所存在的第一区域和第二电极所存在的第二区域。第一区域与第一气体放出口相连。第二区域与第二气体放出口相连。分隔件可以仅由隔离件构成，也可以由隔离件和其他构件(例如分隔板)构成。

第二区域可以具有沿着铅垂方向延伸的柱状(圆柱状、棱柱状(包括板状))的形状。在第二区域具有柱状的形状的情况下，第一区域也可以形成为包围第二区域。例如，第一区域也可以具有筒状(圆柱状、棱柱状)的形状。

在第一气体放出口以及第二气体放出口的至少一方的下方也可以存在有用于防止漏液的空间。例如，也可以在至少一方的气体放出口的下方存在有筒状部。

分隔件设置为用于抑制在第一电极生成的气体的气泡与在第二电极生成的气体的气泡混合。因此，无需利用分隔件完全包围第二区域。例如，分隔件的下方也可以是开放的。但是，优选在连结第一电极与第二电极所有直线上存在隔离件。

在本说明书中，“水性液体”是指含有水的液体。以下，有时将在本实用新型的装置中被电解的水性液体称作“水性液体(A)”。代表性地，水性液体(A)中所含有的水为50质量％以上(例如60～100质量％、80～100质量％、90～100质量％)。代表性的水性液体(A)是在氢离子以及氢氧化物离子的基础上含有除其他离子的水溶液。在水性液体(A)的例子中包括自来水。

水性液体(A)的导电度越高，越能够使水性液体(A)的电解所需的电压越低。因此，水性液体(A)可以为酸性水溶液、碱性水溶液、溶解有盐的水溶液。水性液体(A)可以是导电度处于100μS/cm～2000μS/cm的范围(例如100μS/cm～500μS/cm)的水性液体(例如自来水)。水性液体(A)的pH并不限定，但pH处于5～9左右的范围的水性液体(A)容易进行处理。

在水性液体(A)的导电度过低的情况下，也可以将产生离子的化合物(例如盐)溶解于水性液体(A)。溶解的盐并不限定。水性液体(A)的优选例为磷酸盐的水溶液。在磷酸盐的例子中，包括NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、以及Na₃PO₄、以及将上述Na⁺以及/或者H⁺置换为其他碱金属离子(例如K⁺)的磷酸盐。使盐溶解的水可以使用接近纯水的水(通过逆浸透膜得到的水等)。通过使用不含有氯离子的水性液体(A)，能够防止在阳极生成次氯酸盐。通过使用不含有钙离子、镁离子的水性液体(A)，能够防止在阴极析出上述钙、镁。

槽(电解槽)由能够保持水性液体(A)的材料形成。通常，至少槽的内表面由绝缘性的材料形成。也可以槽的整体由绝缘性的材料形成。槽也可以由玻璃、树脂、橡胶、金属、或者他们的复合体形成。也可以在槽中设置有用于在槽内的压力过高时将内部的气体放出的安全阀。这种安全阀通常设置于槽的上部。

第一电极以及第二电极使用能够发生水的电解反应的电极。第一电极与第二电极可以相同也可以不同。第一电极以及第二电极的例子包括含有金属部分的电极。例如，第一电极以及第二电极也可以是金属电极。优选在第一电极以及第二电极的表面存在有容易发生水的电解反应的金属。容易发生水的电解反应的金属的例子包括铂。第一电极以及第二电极的优选例是表面存在有铂的金属电极。具体而言，优选使用铂电极、与液体接触的部分的表面被铂涂覆的金属电极。在被铂涂覆的金属的例子中，能够列举铌、钛、钽、以及其他的金属。优选生成氧气的电极(阳极)的表面通过铂进行涂覆。阴极例如也可以是由镍、不锈钢等通常腐蚀较少的金属构成的电极。需要说明的是，也可以使用含有金属以外的导电性材料(例如导电性的碳材料)的电极。另外，也可以使用利用金属(铂以及其他金属)对上述导电性材料的表面进行涂覆而得到的电极。

第一电极以及第二电极可以也分别由电连接的多个电极构成。第一电极以及第二电极的形状并不特别限定。第一电极以及第二电极可以分别具有沿一个面(平面、曲面)的形状，也可以具有在二维方向上延展的形状。例如，第一电极以及第二电极也可以是平坦的电极。在本说明书中，“平坦的电极”是指整体平坦的形状的电极，换言之，是指具有在二维方向上延展的形状的电极。平坦的电极的例子也包括通过沿着一个平面配置线状的电极而形成的电极。平坦的电极也可以形成有贯通孔。第一电极以及第二电极可以分别由配置在一个平面上的多个线状的电极构成，也可以是多孔金属网(expand metal)，也可以是板状的电极。在第一电极以及第二电极是平坦的电极的情况下，优选它们配置为隔着隔离件平行地对置。

若在第一电极与第二电极之间产生发生水的电解的电位差，则水被电解而生产氢气与氧气。电位差例如能够通过向两者之间施加直流电压而产生。在一例中，以第一电极成为阴极且第二电极成为阳极的方式向两者之间施加规定的直流电压。通过该电压施加，在第一电极生成氢气，在第二电极生成氧气。在该情况下，从第一气体放出口放出氢气，从第二气体放出口放出氧气。需要说明的是，在使电压的施加方向相反的情况下，从第一气体放出口放出氧气，从第二气体放出口放出氢气。

通常向第一电极与第二电极之间施加直流电压。只要使水性液体(A)被电解，则所施加的电压(电位差)的大小以及施加方法并不特别限定。也可以基于电流恒定的方式向电极之间施加电压。或者，也可以向电极之间施加恒定的电压。在一例中，向电极之间施加处于2伏～70伏的范围或5伏～20伏的范围的直流电压。

第一电极以及第二电极与用于向它们之间施加电压(通常为直流电压)的电源(通常为直流电源)连接。本实用新型的装置也可以包括电源。电源可以是将从插座得到的交流电压转换为直流电压的AC-DC转换器。另外，电源也可以是太阳能电池、燃料电池等发电装置、电池(一次电池以及二次电池)。另外，电极也可以与机动车的电气系统(例如电源插口)连接。本实用新型的装置也可以包括用于从电源插口得到电能的部件(插头等)。

第一电极以及第二电极以将隔离件夹在中间的方式配置。第一电极与第二电极之间的距离并不特别限定。通过缩短第一电极与第二电极之间的距离，能够减小电解所需的电压。在一例中，第一电极与第二电极之间的距离处于0.15mm～30mm的范围。

隔离件(隔膜)使水性液体(A)以及离子(阳离子以及阴离子)穿过。隔离件配置为用于抑制在第一电极生成的气体与在第二电极生成的气体的混合。通过使用绝缘性的隔离件，能够防止第一电极与第二电极短路。因此，隔离件通常由能够防止第一电极与第二电极的短路的材料(例如绝缘材料)形成。隔离件的形态并不特别限定。隔离件的形态的例子包括多孔性的膜(多孔性树脂膜等)、由纤维形成的布(织布或无纺布)。隔离件的优选的一例为棉布(织布或无纺布)。

在通过气体生成装置生成气体的状态(隔离件浸渍于水性液体(A)的状态)下，隔离件(分隔件)抑制气体的透过。这里，考虑以下条件下的电解。

(1)从下方起依次配置第二电极、隔离件以及第一电极，它们相互平行且相对于水平方向倾斜5°。

(2)以覆盖整个第二电极的上方的方式配置隔离件。

(3)在第二电极、隔离件以及第一电极均配置于水性液体(例如磷酸盐水溶液)中的状态下对水进行电解。

当在上述的条件下对水进行电解时，优选隔离件不使在第二电极生成的气体(氢气或氧气，例如为氧气)的气泡的50体积％以上(例如，80体积％～100体积％、90体积％～100体积％、95体积％～100体积％、97体积％～100体积％)透过。气体的透过性例如能够根据隔离件的面密度、孔眼的粗细、透气度等来控制。

隔离件也可以为亲水性的。由于亲水性的隔离件容易在其表面吸附液体且难以吸附气体，因而在水性液体(A)中难以使气体透过。因此，即便以使第一电极及第二电极与隔离件接触的程度使第一电极及第二电极这两者接近，也能够抑制氢气与氧气混合。因此，通过使用亲水性的隔离件，能够使第一电极及第二电极更加接近。亲水性的隔离件的例子包括使用表面为亲水性的纤维而形成的隔离件。另外，亲水性的隔离件的例子包括由棉、麻、人造丝、毛、丝绸等形成的布、膜。也可以使用由亲水性的合成树脂构成的隔离件、或由进行了亲水化处理的合成树脂构成的隔离件。

作为是否为亲水性的标准，能够列举出是否产生毛管现象那样的现象作为标准之一。具体而言，预先使隔离件的一部分浸渍于水，使剩余的部分从水中露出。此时，若水克服重力而在该剩余的部分上升，则能够推定为该隔离件是亲水性的。

本实用新型的气体生成装置中所使用的隔离件通常不具有离子交换能力，使阳离子以及阴离子双方穿过。在本实用新型的装置中，无需使用离子交换材料。因此，通常，本实用新型的装置不包括离子交换材料(离子交换膜)。由于不包括离子交换材料，因此容易进行装置的维修，另外，能够通过较低的电压对水进行电解。但是，只要能够得到本实用新型的效果，本实用新型的装置也可以包括离子交换材料。

在优选的一例中，隔离件以包围第二电极的方式配置。在第二电极是平坦的电极的情况下，优选隔离件以至少将第二电极夹在中间的方式配置。在该情况下，隔离件的优选例子包括一端开口的袋状的隔离件、筒状的隔离件。筒状的隔离件的例子包括平坦的筒状的隔离件。隔离件具有确保在第二电极生成的气体放出的路径的形状。

第二电极也可以相对于铅垂方向实质上平行地配置。在第二电极是平坦的电极的情况下，优选以电极在二维方向上延伸的方向(面方向)相对于铅垂方向实质上平行的方式配置第二电极。在第二电极是棒状的电极的情况下，优选以第二电极在一维方向上延伸的方向(轴方向)相对于铅垂方向实质上平行的方式配置第二电极。这里，实质上平行是指角度偏差例如小于10°(例如小于5°)的情况。换言之，第二电极(第二电极延伸的方向)与铅垂方向所成的角度(锐角的角度)也可以小于10°。

本实用新型的气体生成装置也可以具有以下的(1-1)以及(1-2)的结构。

(1-1)第二电极(第二电极延伸的方向)与铅垂方向所成的角度小于10°。

(1-2)隔离件包括以包围第二电极的方式配置的筒状部。该情况下的隔离件可以是筒状的隔离件，也可以是袋状的隔离件。袋状的隔离件包括筒状部、以及封堵筒状部的一端的底部。筒状部的例子包括平坦的筒状部(两端开口的信封状的筒状部等)。

在本实用新型的气体生成装置具有上述的(1-1)以及(1-2)的结构的情况下，优选以第一电极成为阴极且第二电极成为阳极的方式向第一电极与第二电极之间施加电压。根据该结构，在被隔离件包围的第二电极生成氧气以及氢离子，从而第二区域内的导电度提高。其结果是，能够减小电解所需的电压。

在本实用新型的气体生成装置中，第一电极也可以包括两个电极，该两个电极也可以配置为隔着隔离件将第二电极夹在中间。该一例的装置也可以具有以下(2-1)～(2-3)的结构。

(2-1)第一电极包括具有在二维方向上延展的形状的两个电极。

(2-2)第二电极具有在二维方向上延展的形状。

(2-3)两个电极(第一电极)以隔着隔离件将第二电极夹在中间的方式配置。

在本实用新型的气体生成装置中，也可以在分隔件的比第一电极以及第二电极靠的上方的局部存在有将第一区域与第二区域连接的连接部(连通部)。连接部使气体以及液体穿过。连接部也可以是将第一区域与第二区域连接的贯通孔。在一例中，分隔件包括隔离件与配置在隔离件的上部的分隔板，在分隔板上形成有贯通孔。即，该情况下的连接部形成在比隔离件靠上方的分隔件。连接部也可以形成于在电压施加前的状态下存在于水性液体(A)中的位置。

连接部在第一区域中的水性液体的液面、或者第二区域中的水性液体的液面降低至连接部时，使气体(以及液体)穿过。由此，能够防止上述两个液面比连接部低。优选连接部设置在即使第一区域以及第二区域的任一个区域中的水性液体(A)的液面降低至连接部水性液体(A)也不会向槽的外部漏出的位置。另外，通过将连接部配置在比电极靠上方的位置，能够防止液面降低而使电极露出。

在本实用新型的气体生成装置中，用于抑制在水性液体(A)中上升的气泡穿过上述连接部的抑制机构也可以设置在连接部的周围。若在电极产生的气体(气泡)穿过连接部，则在第一电极产生的气体与在第二电极产生的气体混合。通过在连接部的周围设置上述抑制机构，能够抑制气体的混合。抑制机构的例子包括设置在连接部的周围(例如连接部的下方)的板、凸部。

本实用新型的气体生成装置也可以还包括以覆盖水性液体(A)的上方的方式配置在槽内的板。通过该板，能够抑制水性液体(A)从第一以及第二气体放出口漏出。以下，有时将该板称作“防漏液板”。气体能够在防漏液板的下方与上方之间穿过。也可以在防漏液板上形成有贯通孔。或者，也可以在防漏液板的周缘部设置有切口。气体穿过贯通孔以及/或者切口。在优选的一例中，防漏液板沿着水平方向配置。例如，防漏液板与水平方向所成的角度(锐角的角度)处于0～20°的范围(例如0～10°的范围)。防漏液板也可以由树脂、橡胶形成。

(使用了本实用新型的气体生成装置的装置)

本实用新型的气体生成装置能够用于各种各样的用途。例如，可以将本实用新型的气体生成装置本身用作用于使气体(氢气以及/或者氧气)溶解于液体的装置。在该情况下，配置于槽并被电解后的水性液体(A)用作溶解有气体的液体。

另外，本实用新型的气体生成装置能够用作利用气体的装置的一部分。这种装置包括本实用新型的气体生成装置、以及供通过气体生成装置生成的气体(氢气以及/或者氧气等)流动的气体流路。这种装置的例子包括用于使气体溶解的装置、气体吸入装置。之后对于它们进行叙述。

气体流路并不特别限定。气体流路的例子包括软管等管。保持液体、气体的容器也可以构成气体流路的一部分。也可以在气体流路中设置有切换在流路中流动的气体的阀、过滤器、安全阀。气体流路的一端根据所利用的气体相应地与第一气体放出口以及/或者第二气体放出口连接。通过气体生成装置生成的气体中的未利用的气体也可以向大气中放出。

(用于使气体溶解的装置)

本实用新型的气体生成装置能够用作用于将气体(氢气以及/或者氧气等)溶解于液体的装置的一部分。以下，有时将用于使气体溶解的本实用新型的装置称作“气体溶解装置”。气体溶解装置包括本实用新型的气体生成装置、供通过气体生成装置生成的气体流动的气体流路、以及用于配置液体的容器。气体流路将通过气体生成装置生成的气体向配置于容器内的液体中引导。气体溶解装置能够生产含有溶解氢的水，也能够生产含有溶解氢的其他液体。另外，通过气体溶解装置，还能够生成俺有溶解氧的液体。在其他观点中，气体溶解装置是提高液体中的溶解气体浓度(例如溶解氢浓度或溶解氧浓度)的装置。根据本实用新型的气体溶解装置，能够得到溶解氢浓度为0.3ppm以上(质量基准)的水性液体(例如水)。通过本实用新型的气体溶解装置调制出的液体的溶解氢浓度可以为0.4ppm以上，例如可以处于0.4ppm～1.5ppm的范围或0.5ppm～1.6ppm的范围。

溶解有气体的液体的例子包括上述的水性液体(A)。溶解有气体的液体也可以是各种饮料(水、茶、果汁等)。根据气体溶解装置，能够容易的得到溶解氢浓度高的饮料。

气体溶解装置也可以具备用于搅拌液体的搅拌机构。这种搅拌机构的例子包括磁力搅拌器、由配置于容器内的搅拌用的叶片和用于使该叶片旋转的电动机构成的搅拌机构、以及由能够旋转的容器和使容器旋转的电动机构成的搅拌机构。通过对液体进行搅拌，能够促进气体向液体的溶解。

(气体吸入装置)

本实用新型的气体生成装置能够用作用于吸入气体(氢气以及/或者氧气)的吸入装置的一部分。以下，有时将用于吸入气体的本实用新型的装置称作“气体吸入装置”。气体吸入装置包括本实用新型的气体生成装置。此外，气体吸入装置包括从由吸入用的器具与连接吸入用的器具的连接构件构成的组中选出至少一者。通过气体生成装置生成的气体被引导至该至少一者。在气体吸入装置不包括吸入用器具而仅包括连接构件的情况下，上述的气体流路与连接构件连接。在气体吸入装置不包括连接构件而仅包括吸入用器具的情况下，能够将吸入用器具的一部分视作上述的气体流路。根据气体吸入装置，能够吸入含氢气的气体。根据气体吸入装置的一例，不仅能够吸入含氢气的气体，还能够吸入含氧气的气体(例如，含氢气以及氧气的混合气体)。

吸入用器具并不特别限定。吸入用器具的例子包括鼻导管、气体吸入用的鼻掩膜。鼻掩膜的一例是能够覆盖鼻部以及口部并将气体保留于掩膜内的掩膜，并且是为了向掩膜内供给气体而连接有软管的掩膜。

也可以在气体吸入装置的气体流路中，设置有根据气体的压力的上升以及降低而使体积增大以及减少的缓冲部。在气体吸入中，在吸气时被吸入的气体的压力降低，在吐气时气体的压力上升。缓冲部在吐气时膨胀存积气体，在吸气时收缩从而增多向吸入器具流动的气体的量。因此，通过在气体流路的中途设置缓冲部，能够高效地吸入气体。缓冲部并不特别限定，只要是根据气体的压力的上升、降低而相应地使体积增大、减少的构件即可。缓冲部的例子包括由具有柔性的材料(橡胶等弹性体、树脂薄膜等)形成并根据内压的上升而相应地膨胀为气球状的构件。例如，缓冲部也可以是由薄橡胶、薄树脂薄膜形成的软管。通过利用该软管构成气体流路的一部分，能够使其作为缓冲部而发挥功能。或者，缓冲部也可以是根据气体的压力的上升、降低而相应地使体积增大、减少的容器。

气体溶解装置也可以作为气体吸入装置而发挥功能。在该情况下，气体流路与用于配置液体的容器连接，并且与吸入用器具以及/或者连接构件连接。

本实用新型的气体生成装置以及使用了该气体生成装置的装置也可以具备控制器。控制器与各种设备(传感器、电源、输入设备、显示设备等)连接。控制器根据需要对来自规定的设备的数据进行处理，从而控制规定的设备。控制器包括运算处理装置与存储装置(例如存储器)。在存储装置中存储有用于控制各种设备之间的输入输出的程序。

对于本实用新型的气体生成装置以及使用了该气体生成装置的装置，以下对实施方式的例子进行说明。在使用附图进行的说明中，有时对相同的部分标注相同的符号并省略重复的说明。

(实施方式1)

在实施方式1中，对气体生成装置的一例进行说明。在图1中示意性地示出实施方式1的装置100的结构。在图2中示意性地示出图1的线II-II处的剖视图。图1的气体生成装置100包括槽110、第一电极121、第二电极122、隔离件130、以及直流电源140。在槽110内配置有水性液体10。也可以在槽110中配置有防漏液板。

电极121、电极122以及隔离件130配置在槽110内。电极121、122分别是通过连接金属线而形成的电极。电极121、122均整体平坦且具有長方形的形状。电极122以其延展的二维方向与铅垂方向实质上平行的方式配置。电极121也同样地配置。这里，“其延展的二维方向”是指在将电极122视为板状的电极时与该电极的板的主面平行的方向。

隔离件130是在浸渍于水性液体10的状态下不易使气泡穿过的绝缘性的隔离件，例如为棉布。隔离件130具有上方的一边开口的信封状的形状。电极122配置在隔离件130内。电极121、电极122以及隔离件130均能够使水性液体10穿过。需要说明的是，隔离件130也可以是筒状的隔离件。这里，筒状的隔离件的例子包括两端开口的信封状的隔离件。

隔离件130通过其上部与分隔板131连接。隔离件130以及分隔板131构成分隔件132。通过利用分隔板131将槽110的上方的空间的不存在水性液体10的空间分隔，能够防止气体在槽110内混合。仅分隔件132中的被隔离件130分隔出的部分浸渍于水性液体10。

槽110的内部通过分隔件132而被划分为第一电极121所存在的第一区域111、以及第二电极122所存在的第二区域112。在槽110的上方，分隔板131作为在第二电极产生的气体的流路而发挥功能。通过利用分隔件132包围第二电极122，能够容易地使在第一电极121生成的气体与在第二电极122生成的气体分离。

在槽110的上部形成有第一气体放出口110a与第二气体放出口110b。第一区域111与第一气体放出口110a连接。第二区域112与第二气体放出口110b连接。在第一气体放出口110a的下方存在有筒状部110ac。另外，在第二气体放出口110b的下方存在有筒状部110bc。上述筒状部抑制水性液体10从槽110漏出。

也可以在气体放出口110a、110b设置盖。需要说明的是，在图1中示出具备两个气体放出口110a的装置的一例。但是，在利用构成电极121的两个电极产生的气体在槽内成为一体的情况下，气体放出口110a也可以为一个。

在一例中，以第一电极121成为阴极且第二电极122成为阳极的方式向两者之间施加规定的直流电压。通过该电压施加，在第一电极121(阴极)生成氢气以及氢氧化物离子(OH^-)，在第二电极122(阳极)生成氧气以及氢离子(H⁺)。其结果是，从第一气体放出口110a放出氢气，从第二气体放出口110b放出氧气。需要说明的是，若使电压的施加方向相反，则从第一气体放出口110a放出氧气，从第二气体放出口110b放出氢气。需要说明的是，在电极121与电极122使用相同的电极的情况下，第一电极(两个电极121)的表面积为第二电极(一个电极122)的表面积的两倍。在对水进行了电解的情况下，氢气的生成量(体积)为氧气的生成量的两倍。通过将表面积较大的一方的电极设为生成氢气的电极(阴极)，能够使各电极的单位面积的气体生成量更加均匀。另外，通过配置为利用两个电极121将一个电极122夹在中间，能够实现装置的小型化。

在装置100中，利用隔离件130将电极121与电极122之间划分，因此能够抑制氢气与氧气混合。另外，通过隔离件130，一定程度地抑制了水性液体10的流动。其结果是，在电解时，能够确保被隔离件130包围的第二区域112内的液体温度较高的情况，以及能够将离子浓度维持为较高的状态。由此，能够降低因水性液体10产生的电压下降，其结果是，能够减小电解所需的电压。例如，在将被分隔件132包围的电极122设为阳极的情况下，在电极122生成氧气与氢离子。其结果是，被分隔件132包围的第二区域112的导电度上升。

在装置100工作时，有时第一区域111中的水性液体10的液面与第二区域112中的水性液体10的液面存在偏差。例如，当与第一气体放出口110a连接的气体流路因某种原因而被关闭时，第一区域111的上方的空间的压力上升。其结果是，第一区域111中的水性液体10的液面降低，第二区域112中的水性液体10的液面上升。若两者的液面的偏差变大，则水性液体10从气体放出口放出。为了避免这种情况，可以在分隔件132上存在将第一区域111与第二区域112连接的连接部。这种连接部通常设置在比电极121、122靠上方的位置。例如，也可以在设置于隔离件130的上方的分隔板131的区域A设置有连接部。在图3中示出这种连接部的一例。需要说明的是，为了抑制在第一电极121生成的气体与在第二电极122生成的气体在通常的电解时混合，区域A设置为位于比不进行电解时的水性液体10的液面靠下方的位置。

如图3所示，在分隔板131的区域A的部分形成有连接部(贯通孔)133。在连接部133的下方设置有两个板状的叶片(抑制机构)131a。叶片131a设置为朝向上方从分隔板131离开。在电极的表面生成的气体的气泡在水性液体10内上升。通过叶片131a防止该气体的气泡穿过连接部133的情况。这样，根据抑制机构(叶片131a)，在进行通常的电解时，能够防止在第一电极121生成的气体与在第二电极122生成的气体的混合(氢气与氧气的混合)。

(实施方式2)

在实施方式2中，对利用了本实用新型的气体生成装置的气体溶解装置的一例进行说明。在图4中示出实施方式2的气体溶解装置300。装置300包括气体生成装置310、气体流路311以及容器312。在图4、图5以及图9中，简化了气体生成装置310的图示。气体生成装置310是本实用新型的气体生成装置，也可以是气体生成装置100、后述的气体生成装置100a。

气体流路311是供气体流动的管。气体流路311的一端311a与本实用新型的气体生成装置的气体放出口连接。在从第一气体放出口(气体放出口110a)放出氢气且利用氢气的情况下，一端311a与第一气体放出口连接。气体流路311的另一端311b以向容器312内的液体11内放出氢气的方式配置在容器312内。

通过向容器312内的液体11吹入氢气，从而使氢气溶解于液体11。其结果是，能够得到溶解氢浓度高的液体。需要说明的是，为了得到溶解氢浓度更高的液体，也可以尽可能地减小容器312的开口部的面积。

(实施方式3)

在实施方式3中，对利用了本实用新型的气体生成装置的气体吸入装置的一例进行说明。在图5中示出实施方式3的气体吸入装置400。装置400包括气体生成装置310、气体流路410、连接构件413以及气体吸入器具414。

气体流路410包括两个气体流路411、412。需要说明的是，气体流路410也可以仅由一个气体流路构成。气体流路411、412是供气体流动的管。气体流路411的一端411a以及气体流路412的一端412a分别与气体生成装置的气体放出口连接。气体流路411、412的另一端分别经由连接构件413与气体吸入器具414连接。气体吸入器具414例如为鼻导管。

一端411a、412a可以与相同的气体放出口(第一气体放出口或者第二气体放出口)连接，也可以与不同的气体放出口连接。通过选择与它们连接的气体放出口，能够实现氢气的吸入、氧气的吸入、以及氢气与氧气的混合气体的吸入。需要说明的是，也可以在气体流路的中途设置用于切换流动的气体的切换器，也可以将连接构件413作为切换器。这种切换器的例子能够使用公知的切换器，例如能够使用三通阀。

能够将包括气体生成装置的一个装置用于多个用途。例如，能够将包括气体生成装置的一个装置用作气体溶解装置以及气体吸入装置。在该情况下，气体流路可以与容器312和连接构件413连接。例如，也可以将图5所示的气体流路410的一端与图4的容器312的开口部连接。另外，可以将连接气体吸入用的器具的连接构件设置在容器312的上方。根据上述结构，能够一边使气体溶解于液体一边吸入气体。

(实施方式4)

在实施方式4中，对气体生成装置的另一例进行说明。在图6中示意性地示出实施方式4的装置100a的结构。在图7中示意性地示出图6的线VII-VII处的剖视图。在图8中示意性地示出图6的线VIII-VIII处的剖视图。需要说明的是，在图7中，省略布线的图示。图6的气体生成装置100a包括槽110、第一电极121、第二电极122、隔离件130、直流电源140、以及防漏液板601。在槽110内配置有水性液体10。

在图6所示的一例中，槽110的侧壁呈筒状。如图1以及图2所示，电极121以及电极122具有在二维方向上延展的形状。隔离件130的剖面与图2所示的隔离件同样呈平坦的筒状。但是，在图6中示出隔离件130整体为平坦的筒状的一例。即，图6的隔离件130的底部开口。在图6所示的一例中，分隔板131呈圆筒状。隔离件130的上部以与圆筒状的分隔板131紧密接触的方式收拢。

在图6以及图8中示出第一区域111未被隔离件130分隔的一例。在该情况下，气体放出口110a只需一个即可。

防漏液板601以覆盖水性液体10的上方的方式配置在槽110内。具体而言，配置在隔离件130的上方的分隔板131的位置、且是水性液体10的上方。需要说明的是，如在实施方式1中说明那样，也可以在分隔板131的区域A设置有连接部。在防漏液板601上形成有用于使气体穿过的贯通孔601a。此外，在防漏液板601上形成有用于使布线通过的贯通孔601b。需要说明的是，在图6中，为了便于图示，示出了将贯通孔601a配置在靠近第一气体放出口110a的位置的情况。但是，在液漏防止的观点中，优选两者之间的距离较大。

在第一电极121产生的气体通过贯通孔601a向第一气体放出口110a移动。另外，在第二电极122产生的气体通过圆筒状的分隔板131的内部向第二气体放出口110b移动。通过防漏液板601，能够抑制水性液体(A)从气体放出口漏出。当在晃动较大的状况(例如机动车等车辆中)下使用气体生成装置的情况下，水性液体10的液面有时会大幅晃动。在这种情况下，优选使用防漏液板601。通过在车辆(例如机动车)中使用本实用新型的气体生成装置，能够在车辆中进行气体的吸入、溶解氢浓度高的液体(例如水)的调制。

(实施方式5)

在实施方式5中，对在实施方式2中说明的装置300的变形例进行说明。在图9中示意性地示出实施方式5的装置300a的结构。装置300a与装置300的不同点在于，在容器312的上方设置有连接构件901。图9所示的容器312包括上部开口的容器312a、以及配置于开口部的盖312b。在盖312b上形成有供气体流路311通过的贯通孔。此外，在盖312b上设置有连接构件901。在连接构件901上连接有气体流路、气体吸入用的器具(例如鼻导管)。

在装置300a中，通过气体生成装置生成的气体(氢气以及/或者氧气)溶解于容器312内的液体11。未溶解于液体11的气体通过连接构件901而被利用。例如，通过与连接构件901连接的气体吸入用的器具吸入该气体。根据装置300a，通过利用所生成的氢气，能够同时进行溶解氢浓度高的液体(例如水)的调制和氢气的吸入。

工业上的可利用性

本实用新型能够使用于通过对水性液体进行电解而生成气体的气体生成装置。此外，本实用新型能够用于使用了气体生成装置的装置。

Claims (13)

1.一种气体生成装置，其通过对水性液体进行电解而生成气体，其特征在于，

所述气体生成装置包括：用于配置所述水性液体的槽、配置于所述槽内的隔离件、以及配置于所述槽内的第一电极以及第二电极，

在所述槽的上部形成有第一气体放出口以及第二气体放出口，

所述槽通过包括所述隔离件的分隔件被划分为所述第一电极所存在的第一区域与所述第二电极所存在的第二区域，

所述第一区域与所述第一气体放出口连接，

所述第二区域与所述第二气体放出口连接。

2.根据权利要求1所述的气体生成装置，其特征在于，

所述隔离件以包围所述第二电极的方式配置。

3.根据权利要求1所述的气体生成装置，其中，

所述第二电极与铅垂方向所成的角度不足10°，

所述隔离件包括以包围所述第二电极的方式配置的筒状部。

4.根据权利要求3所述的气体生成装置，其特征在于，

以所述第一电极成为阴极且所述第二电极成为阳极的方式向所述第一电极与所述第二电极之间施加电压。

5.根据权利要求2所述的气体生成装置，其特征在于，

所述第一电极包括两个电极，

所述两个电极以隔着所述隔离件将所述第二电极夹在中间的方式配置。

6.根据权利要求1所述的气体生成装置，其特征在于，

在所述分隔件的比所述第一电极以及第二电极靠上方的局部，存在有将所述第一区域与所述第二区域连接的连接部。

7.根据权利要求6所述的气体生成装置，其特征在于，

在所述连接部的周围设置有用于抑制在所述水性液体中上升的气泡穿过所述连接部的抑制机构。

8.根据权利要求1所述的气体生成装置，其特征在于，

所述气体生成装置还包括板，该板以覆盖所述水性液体的上方的方式配置在所述槽内，

气体能够通过所述板的下方与上方之间。

9.根据权利要求1所述的气体生成装置，其特征在于，

所述气体生成装置还包括板，该板以覆盖所述水性液体的上方的方式配置在所述槽内，

在所述板上形成有贯通孔。

10.一种利用气体的装置，其特征在于，

所述利用气体的装置包括：

权利要求1～9中任一项所述的气体生成装置；以及

气体流路，其供通过所述气体生成装置生成的气体进行流动。

11.根据权利要求10所述的利用气体的装置，其特征在于，

所述利用气体的装置包括从由吸入用的器具以及与吸入用的器具连接的连接构件构成的组中选出的至少一者，

所述气体被引导至从由吸入用的器具以及与吸入用的器具连接的连接构件构成的组中选出的所述至少一者。

12.根据权利要求10所述的利用气体的装置，其特征在于，

所述利用气体的装置还包括用于配置液体的容器，

所述气体流路将通过所述气体生成装置生成的气体引导至配置于所述容器内的液体中。

13.根据权利要求12所述的利用气体的装置，其特征在于，

所述利用气体的装置还包括设置于所述容器的上方的连接构件，

所述连接构件是与吸入用的器具连接的连接构件。