JP2007022912A - Gas pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イオン導電性の固体電解質筒状体を使用した酸素ポンプ、水素ポンプなどの固体電解質型ガスポンプに関する。 The present invention relates to a solid electrolyte gas pump such as an oxygen pump or a hydrogen pump using an ion conductive solid electrolyte cylindrical body.
イオン導電性固体電解質は、高温でイオンを透過させることができる。この現象を利用し、燃料電池、ガス分析の測定、ガス混合物の分離などに実用化されている。酸素ポンプとして使用する場合は、酸素イオンが酸素などの還元により発生し与えられた電位勾配の元で、陰極側から酸素が生成する陽極へ酸素イオン伝導性電解質を通って移動することを利用している。 The ion conductive solid electrolyte can transmit ions at a high temperature. Utilizing this phenomenon, it has been put to practical use in fuel cells, measurement of gas analysis, separation of gas mixtures and the like. When used as an oxygen pump, it is utilized that oxygen ions move through the oxygen ion conductive electrolyte from the cathode side to the anode where oxygen is generated under the potential gradient generated by reduction of oxygen and the like. ing.
上記酸素ポンプを使用した試料育成装置等の設備の概要を図5に、上記酸素ポンプの概要を図6に示す。 An outline of equipment such as a sample growing apparatus using the oxygen pump is shown in FIG. 5, and an outline of the oxygen pump is shown in FIG.
図5において、1は酸素分圧制御装置で、バルブ2を通してガスボンベ(図示せず)から不活性ガスが供給される。通常、不活性ガス中の酸素分圧は10-4atm程度である。酸素分圧制御装置1は、バルブ2を通った不活性ガスの流量を設定値に制御するマスフローコントローラ(MFC)3と、このマスフローコントローラ3を通った不活性ガスを目的の酸素分圧に制御可能な電気化学的な酸素ポンプ4と、酸素ポンプ4で制御された不活性ガスの酸素分圧をモニタして試料育成装置などの次工程(装置)に供給する供給ガス用の酸素センサ5を有する。
In FIG. 5,
酸素分圧制御装置1は、所望の酸素分圧値を設定する酸素分圧設定部6と、酸素センサ5によるモニタ値を酸素分圧設定部6による設定値と比較して酸素ポンプ4から送り出される不活性ガスの酸素分圧を所定値に制御する酸素分圧制御部7と、酸素センサ5によるモニタ値を表示する酸素分圧表示部8を備える。
The oxygen partial
図6の電気化学的な酸素ポンプ4は、酸化物イオン伝導性を有する固体電解質筒状体4aの内外両面に白金よりなる電極4b、4cを形成している。固体電解質筒状体4aは、例えばジルコニア系の固体電解質で、図示しないヒーターで700℃程度に加熱される。固体電解質筒状体4aの一方の開口から他方の開口に向けて軸方向に不活性ガスを供給する。不活性ガスは、例えばAr+O2(10-4atm)である。内外両面の電極4b、4c間に直流電源Eの直流電圧を印加する。外面の電極4cに+極を印加し、内面の電極4bに−極を印加して電流Iを流すと、固体電解質筒状体4a内を流れる不活性ガス中の酸素分子(O2)が固体電解質によって電気的に還元されてイオン(O2-)化され、固体電解質を通して再び酸素分子(O2)として固体電解質筒状体4aの外部に放出される。固体電解質筒状体4aの外部に放出された酸素分子は、空気等の補助ガスと共に排気される。固体電解質筒状体4aに供給されたAr+O2(10-4atm)の不活性ガスは、酸素分子が低減されて目的の酸素分圧に制御された処理済みガスとなり、次工程(装置)に給送される。
The electrochemical oxygen pump 4 of FIG. 6 has
図6の酸素ポンプ4は、固体電解質筒状体4aの内外両面の電極4b、4c間に上記と逆極性の直流電圧を印加してポンプ動作を行わせることも可能である。すなわち、外面の電極4cに−極を印加し、内面の電極4bに+極を印加すると、固体電解質筒状体4aの外面に沿って流れる空気などのガス中の酸素分子(O2)が固体電解質によって電気的に還元されてイオン(O2-)化され、固体電解質を通して再び酸素分子(O2)として固体電解質筒状体4aの内部に放出される。この場合、固体電解質筒状体4aの内部を流れる不活性ガスの酸素分圧が上昇して、外部に給送される。
The oxygen pump 4 shown in FIG. 6 can also perform a pump operation by applying a DC voltage having the opposite polarity between the
このような酸素ポンプにより酸素分圧を制御したガスを供給すれば、結晶育成、合金化、熱処理、半導体製造工程などが酸素分圧を制御した不活性ガスなどの雰囲気下で行うことができる。 If a gas whose oxygen partial pressure is controlled by such an oxygen pump is supplied, crystal growth, alloying, heat treatment, semiconductor manufacturing process, etc. can be performed in an atmosphere such as an inert gas whose oxygen partial pressure is controlled.
イオン導電体の固体電解質筒状体の内部を軸方向に不活性ガスなどのポンプ作用を受ける被処理ガスを流すガスポンプは、図6の酸素ポンプのように、1本の円形パイプ状の固体電解質筒状体を使用する。この1本の固体電解質筒状体の内部空間に軸方向に被処理ガスを流し、固体電解質筒状体内を流れる間に固体電解質隔壁内外でイオン導電のポンプ作用を行う。このようなガスポンプが処理できるガス流量は、被処理ガスと固体電解質筒状体内外面との接触面積に比例する。従って、ガス流量を増大させるためには、被処理ガスと固体電解質筒状体外面との接触面積を増大させる必要がある。 A gas pump for flowing a gas to be processed that receives a pumping action such as an inert gas in the axial direction through the inside of a solid electrolyte cylindrical body of an ionic conductor is a single circular pipe-shaped solid electrolyte like the oxygen pump of FIG. Use a cylindrical body. A gas to be treated is caused to flow in the axial direction in the internal space of the single solid electrolyte cylindrical body, and an ion conductive pumping action is performed inside and outside the solid electrolyte partition wall while flowing through the solid electrolyte cylindrical body. The gas flow rate that can be processed by such a gas pump is proportional to the contact area between the gas to be processed and the outer surface of the solid electrolyte cylindrical body. Therefore, in order to increase the gas flow rate, it is necessary to increase the contact area between the gas to be processed and the outer surface of the solid electrolyte cylindrical body.
そのためには、固体電解質筒状体を長くすることや、パイプ径を大きくすることが考えられる。酸素イオン導電性固体電解質を有効に利用するためには、酸素ポンプの抵抗値をできる限り低くして、酸素ポンプの酸素透過能力を高くすることが必要である。酸素ポンプの抵抗値には、固体電解質の形状(表面積と厚さ)、電極膜、リード端子などが影響する。この中で固体電解質の形状は表面積が大きく、薄いほど抵抗値は小さくなる。すなわち、筒状体を考えると、その直径と長さが大きく、厚みの薄い形状がよい。しかし、固体電解質筒状体を製造する容易さや、加熱・高温保持状態で使用される固体電解質筒状体の強度を考慮すると、直径と長さと厚みには限界がある。また、パイプ径を大きくするほど、固体電解質筒状体の中心部を流れる被処理ガスのイオン伝導反応が急減して、結果的に中心部を流れる被処理ガスが反応なしで素通りすることになり、酸素分圧などの制御精度が低下する。このようなことから、固体電解質筒状体のパイプ径を単純に大きくするには自ずと限界がある。従って、上記の方法で被処理ガスと固体電解質筒状体との接触面積を増大するには限界がある。そのため、ガスポンプが実質的有効に処理できるガス流量が制限され、酸素分圧を制御したガスを供給する用途が制限されていた。 To that end, it is conceivable to lengthen the solid electrolyte cylindrical body or increase the pipe diameter. In order to effectively use the oxygen ion conductive solid electrolyte, it is necessary to reduce the resistance value of the oxygen pump as much as possible and increase the oxygen permeation ability of the oxygen pump. The resistance value of the oxygen pump is affected by the shape (surface area and thickness) of the solid electrolyte, the electrode film, the lead terminal, and the like. Among these, the shape of the solid electrolyte has a large surface area, and the resistance value decreases as the thickness decreases. That is, when considering a cylindrical body, a shape having a large diameter and length and a small thickness is preferable. However, in view of the ease of manufacturing the solid electrolyte cylindrical body and the strength of the solid electrolyte cylindrical body used in a heated and high temperature holding state, there are limits to the diameter, length, and thickness. In addition, as the pipe diameter increases, the ion conduction reaction of the gas to be processed flowing through the center of the solid electrolyte cylindrical body decreases rapidly, and as a result, the gas to be processed flowing through the center passes through without reaction. In addition, control accuracy such as oxygen partial pressure decreases. For this reason, there is a limit to simply increasing the pipe diameter of the solid electrolyte cylindrical body. Therefore, there is a limit in increasing the contact area between the gas to be treated and the solid electrolyte cylindrical body by the above method. For this reason, the gas flow rate that can be processed substantially effectively by the gas pump is limited, and the application of supplying gas with controlled oxygen partial pressure is limited.
本発明の目的とするところは、適切な口径の固体電解質筒状体にて実質的有効に処理できるガス流量を増大させたガスポンプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gas pump having an increased gas flow rate that can be processed substantially effectively with a solid electrolyte cylindrical body having an appropriate diameter.
本発明は、上記目的を達成するため、それぞれが内外両面に電極を有する、径の異なる複数の固体電解質筒状体を同心に組み合わせてユニット化した円形固体電解質筒状体ユニットを、各々の中心線が略鉛直となる縦置き仕様で同心円上に等間隔で複数配設し、この複数の固体電解質筒状体ユニットを囲むリング状の加熱装置で各固体電解質筒状体ユニットを加熱することを特徴とする。また、複数の固体電解質筒状体ユニットで囲まれる空間に加熱装置で加熱されて蓄熱する蓄熱部材を配置することができる。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a circular solid electrolyte cylindrical body unit that is formed by unitizing a plurality of solid electrolyte cylindrical bodies having different diameters, each having electrodes on both the inner and outer surfaces, in the center. A plurality of concentric circles are arranged at equal intervals in a vertically placed specification in which the lines are substantially vertical, and each solid electrolyte cylindrical body unit is heated by a ring-shaped heating device surrounding the plurality of solid electrolyte cylindrical body units. Features. In addition, a heat storage member that stores heat by being heated by a heating device can be disposed in a space surrounded by a plurality of solid electrolyte cylindrical units.
ここで、固体電解質筒状体は、酸化物イオン導電体であるYSZ(イットリウム安定化ジルコニア)のジルコニア系や、プロトン導電体の固体電解質が適用できる。前者ジルコニア系固体電解質筒状体を使用したガスポンプは、所謂酸素ポンプである。後者プロトン導電体の固体電解質筒状体を使用したガスポンプは、所謂水素ポンプであり、燃料電池製造装置などに適用できる。また、複数の固体電解質筒状体は内径が大小異なる円形パイプが強度的、品質的に望ましいが、用途によっては楕円パイプや多角形パイプも適用可能である。径が大小異なる複数の固体電解質筒状体の各々の内外両面に、白金などのネット状の電極を形成する。1つの固体電解質筒状体の外面側電極と内面側電極に極性の異なる直流電圧を印加して、イオン導電のポンプ作用を行わせる。また、複数の各固体電解質筒状体を同心にして多重に配設し、同心状に隣接する内側と外側の固体電解質筒状体の間に筒状空間を形成し、この筒状空間に所望のガスを固体電解質筒状体軸方向に流す。ここでのガスは、酸素分圧制御などされるポンプ動作対象の被処理ガスと、被処理ガスの処理に基づく二次ガス(被処理ガスを処理することで生成された酸素分子などを含む排ガス、または、被処理ガスの処理のために被処理ガスに供与される高酸素分圧の大気ガスなど)である。これらのガスが同心かつ多重に配置された複数の固体電解質筒状体の間の空間や、最大径の固体電解質筒状体の外周と加熱装置の間に形成した流路に流れる。 Here, as the solid electrolyte cylindrical body, a YSZ (yttrium-stabilized zirconia) zirconia-based oxide ion conductor or a proton conductor solid electrolyte can be applied. The former gas pump using a zirconia solid electrolyte cylindrical body is a so-called oxygen pump. The gas pump using the solid electrolyte cylindrical body of the latter proton conductor is a so-called hydrogen pump and can be applied to a fuel cell manufacturing apparatus or the like. In addition, although a plurality of solid electrolyte cylindrical bodies are desirably circular pipes having different inner diameters in terms of strength and quality, elliptical pipes and polygonal pipes can also be applied depending on applications. A net-like electrode such as platinum is formed on both the inner and outer surfaces of each of the plurality of solid electrolyte cylindrical bodies having different diameters. A DC voltage having a different polarity is applied to the outer surface side electrode and the inner surface side electrode of one solid electrolyte cylindrical body to perform an ion conductive pumping action. Also, a plurality of solid electrolyte cylindrical bodies are concentrically arranged in a multiple manner, and a cylindrical space is formed between the inner and outer solid electrolyte cylindrical bodies adjacent to each other in a concentric manner. The gas is flowed in the axial direction of the solid electrolyte cylindrical body. The gas used here is a gas to be processed for pump operation that is subjected to oxygen partial pressure control, etc., and a secondary gas based on the processing of the gas to be processed (exhaust gas including oxygen molecules generated by processing the gas to be processed) Or high oxygen partial pressure atmospheric gas provided to the gas to be processed for the processing of the gas to be processed). These gases flow in a space formed between a plurality of solid electrolyte cylindrical bodies arranged concentrically and multiply, or a flow path formed between the outer periphery of the solid electrolyte cylindrical body having the maximum diameter and the heating device.
このように同心円上に配置された複数の固体電解質筒状体ユニットのそれぞれの内部に被処理ガスを流すことで、被処理ガスと固体電解質筒状体との接触面積が増大し、ポンプ処理するガス量が増大する。また、複数の固体電解質筒状体ユニットに対して等距離にあるリング状加熱装置が各個体電解質筒状体ユニットを均一的に加熱して、ユニット間での温度差が少なくなり、この温度差によって生じる固体電解質筒状体ユニットの酸素透過能力差が解消される。さらに、中心線が略鉛直に配置された各個体電解質筒状体ユニットを外側からは加熱装置で加熱し、内側からは蓄熱部材で加熱することで、各ユニットの固体電解質筒状体を周方向に温度差少なくして均一的に加熱することができ、各ユニット内部を流れる被処理ガスの制御精度を高めることができる。これにより、複数の固体電解質筒状体ユニットで個体差なく同質な被処理ガスの処理が行われて、酸素分圧などの制御精度の向上が図れる。 By flowing the gas to be processed into each of the plurality of solid electrolyte cylindrical units arranged concentrically in this way, the contact area between the gas to be processed and the solid electrolyte cylindrical body is increased, and the pump processing is performed. The amount of gas increases. In addition, a ring-shaped heating device equidistant to a plurality of solid electrolyte cylindrical units uniformly heats each solid electrolyte cylindrical unit, and the temperature difference between the units is reduced. This eliminates the difference in oxygen permeation ability of the solid electrolyte cylindrical unit. Furthermore, each solid electrolyte tubular body unit whose center line is arranged substantially vertically is heated from the outside by a heating device, and from the inside by a heat storage member, so that the solid electrolyte tubular body of each unit is circumferentially Thus, the temperature difference can be reduced and the heating can be performed uniformly, and the control accuracy of the gas to be processed flowing inside each unit can be increased. Thereby, the processing of the same gas to be processed is performed in a plurality of solid electrolyte cylindrical units without individual differences, and control accuracy such as oxygen partial pressure can be improved.
本発明においては、内外両面に電極を有する同一径で同一長さの複数の円形固体電解質筒状体を、各々の中心軸を鉛直にして同心円上に設置し、この複数の円形固体電解質筒状体を囲むリング状の加熱装置で各固体電解質筒状体を加熱することを特徴とする。また、複数の固体電解質筒状体で囲まれる空間に加熱装置で加熱されて蓄熱する蓄熱部材を配置することができる。 In the present invention, a plurality of circular solid electrolyte cylinders having the same diameter and the same length having electrodes on both the inner and outer surfaces are placed on concentric circles with each central axis vertical, and the plurality of circular solid electrolyte cylinders Each solid electrolyte cylindrical body is heated by a ring-shaped heating device surrounding the body. In addition, a heat storage member that stores heat by being heated by a heating device can be disposed in a space surrounded by a plurality of solid electrolyte cylindrical bodies.
また、本発明においては、複数の各固体電解質筒状体を酸化物イオン導電体で構成することができる。この酸化物イオン導電体の固体電解質筒状体は、所定温度で加熱された条件下で被処理ガス中の酸素分子を二次ガスに移動させるポンプ動作、あるいは、二次ガス中の酸素分子を被処理ガスに移動させる逆のポンプ動作をして、安定した動作をする酸素ポンプを構成する。 In the present invention, each of the plurality of solid electrolyte cylindrical bodies can be composed of an oxide ion conductor. This oxide ion conductor solid electrolyte cylinder is operated by a pump that moves oxygen molecules in the gas to be treated to the secondary gas under the condition of being heated at a predetermined temperature, or oxygen molecules in the secondary gas. An oxygen pump that performs a stable operation by performing a reverse pump operation to move to the gas to be processed is configured.
本発明のガスポンプによれば、同心円上に配置された複数の固体電解質筒状体ユニットや固体電解質筒状体のそれぞれの内部を被処理ガスが通過することによって、被処理ガスと固体電解質筒状体との接触面積を増大させることができ、ポンプ処理するガス量の増大が図れるという優れた効果を奏し得る。また、ガスポンプが処理できるガス量の増大で、極低酸素分圧ガスを使用する材料生成装置や高酸素分圧ガスを使用する熱処理装置などの製造設備に処理量の大きな高能力大型設備を適用できる有利さがある。 According to the gas pump of the present invention, the gas to be processed and the solid electrolyte cylinder are formed by passing the gas to be processed through each of the plurality of solid electrolyte cylinder units and the solid electrolyte cylinders arranged concentrically. The contact area with the body can be increased, and an excellent effect that the amount of gas to be pumped can be increased can be obtained. In addition, by increasing the amount of gas that can be processed by the gas pump, large-capacity, high-capacity equipment with large throughput is applied to manufacturing equipment such as material generation equipment that uses extremely low oxygen partial pressure gas and heat treatment equipment that uses high oxygen partial pressure gas. There are advantages that can be made.
以下、実施の形態の概要を図1〜図4を参照して説明する。 The outline of the embodiment will be described below with reference to FIGS.
図1及び図2に示す酸素ポンプは、直径が大小異なる2本の円形固体電解質筒状体10a、10bを同心に組み合わせてユニット化した円形固体電解質筒状体ユニット10’を複数ユニット使用する。同一サイズの複数の個体電解質筒状体10’を、各々の中心軸を鉛直にして等間隔で同心円上に設置する。鉛直に縦配置された複数の円形固体電解質筒状体ユニット10’の下端部が中空の下部キャップ12に連結され、各固体電解質筒状体ユニット10’の上端部が中空の上部キャップ13に連結される。同心円上の複数の固体電解質筒状体ユニット10’で囲まれる空間に蓄熱部材例えばダミーパイプ15が設置される。ダミーパイプ15の上下端部が各キャップ12、13に固定される。
The oxygen pump shown in FIGS. 1 and 2 uses a plurality of circular solid electrolyte
同心円上の複数の固体電解質筒状体ユニット10’の回りに加熱装置であるリング状ヒーター40を同心に配設する。内外2本の固体電解質筒状体10a、10bは、それぞれに内外両面に白金よりなるネット状の電極(図示せず)を有する。この内外両面の電極には、直流電源から異なる極性の直流電圧が印加される。
A
図1及び図2の酸素ポンプの場合、複数の各固体電解質筒状体ユニット10’の内側固体電解質筒状体10aと外側固体電解質筒状体10bの間の筒状空間が被処理ガスG1を流す一次流路Mpであり、内側固体電解質筒状体10aの内部空間と各固体電解質筒状体ユニット10’の間の空間が二次流路Npである。下部キャップ12を下にして各固体電解質筒状体ユニット10’を縦置きした状態にして、周囲からヒーター40で加熱する。各固体電解質筒状体ユニット10’はヒーター40から等距離にあるので加熱斑少なくして均一的に加熱される。また、各固体電解質筒状体ユニット10’で囲まれる内部空間にあるダミーパイプ15もヒーター40で加熱される。このダミーパイプ15の蓄熱で、ダミーパイプ15の回りの各固体電解質筒状体ユニット10’が加熱される。つまり、複数の各固体電解質筒状体ユニット107は、内外双方から加熱されるので、周方向に温度差少なくして均一的に加熱され、かつ、加熱効率が良くなり、ヒーター40の消費電力量を抑えることができる。
In the case of the oxygen pump shown in FIGS. 1 and 2, the cylindrical space between the inner solid electrolyte
図1の酸素ポンプの動作を説明する。ヒーター40に通電して各固体電解質筒状体ユニット10’を700℃程度に加熱した状態で、下部キャップ12の流路穴14に被処理ガスG1を給送する。各固体電解質筒状体10a、10bの内外両面の電極に直流電圧を印加する。下部キャップ12に外部から給送された被処理ガスG1は、各固体電解質筒状体ユニット10’の一次通路Mpにほぼ同時にほぼ同量で流入し、上昇する。被処理ガスG1が一次流路Mpを流れる間に内側固体電解質筒状体10aの外面と外側固体電解質筒状体10bの内面に沿って流れるガス中の酸素分子(O2)の一部が固体電解質によって電気的に還元されてイオン(O2-)化され、固体電解質筒状体10a、10bをイオン伝導して二次流路Npに放出される。被処理ガスG1が一次流路Mpを通過する間に酸素分圧が目的値まで下がり、処理済みガスとして一次流路Mpからキャップ13を介して排気される。また、各固体電解質筒状体ユニット10’の外部空間である二次流路Npに放出された酸素分子が周囲のキャリアガス(空気)と共に排気される。下部キャップ12に給送された被処理ガスG1が複数本の固体電解質筒状体ユニット10’内を通過するため、ガスと固体電解質の接触面積が増大して、処理されるガス量が増大する。
The operation of the oxygen pump in FIG. 1 will be described. In a state where the
図1に示す酸素ポンプの固体電解質筒状体ユニット10’は、二重筒構造体としたが、二重以上の多重筒構造体にしてもよく、また、単一の固体電解質筒状体のみでユニット化しない構造体も可能である。その具体例を図3及び図4に示す。
Although the solid electrolyte
図3及び図4に示す酸素ポンプは、図1の酸素ポンプを応用したもので、同一径で同一長さの複数の円形固体電解質筒状体11を、各々の中心軸を鉛直にして同心円上に設置している。鉛直に縦配置された複数の円形固体電解質筒状体11の下端部が中空の下部キャップ12に連結され、上端部が中空の上部キャップ13に連結される。同心円上の複数の固体電解質筒状体11で囲まれる空間に蓄熱部材のダミーパイプ15が設置される。ダミーパイプ15の上下端部が各キャップ12、13に固定される。同心円上の複数の固体電解質筒状体11の回りにリング状ヒーター(加熱装置)40が設置される。
The oxygen pump shown in FIG. 3 and FIG. 4 is an application of the oxygen pump of FIG. 1, and a plurality of circular
図3及び図4の酸素ポンプの場合、複数の各固体電解質筒状体11の内部空間が被処理ガスG1を流す一次流路Mpであり、各固体電解質筒状体11の間の空間が二次流路Npである。下部キャップ12を下にして各固体電解質筒状体11を縦置きした状態にして、周囲からヒーター40で加熱する。各固体電解質筒状体11はヒーター40から等距離にあるので加熱斑少なくして均一的に加熱され、ダミーパイプ15もヒーター40で加熱される。ダミーパイプ15の蓄熱で、ダミーパイプ15の回りの各固体電解質筒状体11が加熱される。この場合も、複数の各固体電解質筒状体11は、内外双方から加熱されるので、加熱効率が良くなり、ヒーター40の消費電力量を抑えることができる。
In the case of the oxygen pump of FIGS. 3 and 4, the internal space of each of the plurality of solid electrolyte
各固体電解質筒状体11を700℃程度に加熱した状態で、下部キャップ12の流路穴14に被処理ガスG1を給送する。流路穴14と各固体電解質筒状体11の一次流路Mpが連通させてあり、下部キャップ12に外部から給送された被処理ガスG1は、各固体電解質筒状体11の一次通路Mpにほぼ同時にほぼ同量で流入し、上昇する。被処理ガスG1が鉛直な一次流路Mpを上昇する間に、酸素分子のイオン化反応が行われて、処理済みガスが中空の上部キャップ13に入り、最終的に排気される。また、各固体電解質筒状体11の外部空間である二次流路Npに放出された酸素分子が周囲のキャリアガスと共に排気される。下部キャップ12に給送された被処理ガスG1が複数本の固体電解質筒状体11内を通過するため、ガスと固体電解質の接触面積が増大して、処理されるガス量が増大する。また、複数本の固体電解質筒状体11が均一的に加熱されて固体間の酸素透過能力差が解消されるため、酸素分圧の制御精度を向上させることができる。
In a state where each solid electrolyte
なお、本発明のガスポンプは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The gas pump of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the claims.
10a、10b 固体電解質筒状体
10’ 固体電解質筒状体ユニット
11 固体電解質筒状体
12 下部キャップ
13 上部キャップ
15 蓄熱部材、ダミーパイプ
10a, 10b Solid electrolyte cylindrical body 10 'Solid electrolyte
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