JP2013234355A

JP2013234355A - 水素ガス発生装置

Info

Publication number: JP2013234355A
Application number: JP2012107257A
Authority: JP
Inventors: Tomio Suzuki; 富夫鈴木
Original assignee: Suzuki Sangyo Co Ltd
Current assignee: Suzuki Sangyo Co Ltd
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-11-21

Abstract

【課題】絶縁層が長期間に渡って、その性能を維持することができて高い耐久性を有し、また絶縁層を低いコストで、しかも容易に形成することが可能な電解槽を備えた水素ガス発生装置の提供をする。
【解決手段】電解槽ケース本体３ａは、その全体が電気的絶縁性材料としては合成樹脂によって構成されているので、電解槽ケース本体３ａが破損しない限り、電気的絶電性能を維持することができる。従って、従来の導電性金属から成るケース本体の内面を、電気的絶縁性を有する合成樹脂によって被覆した電解槽ケースと比較して、耐久性を飛躍的に向上させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は水素ガス発生装置に係り、例えば重油等を用いる焼却炉等の助燃用に水素ガスを供給するための水素ガス発生装置に関するものである。

近年、環境へ悪影響を及ぼさないエネルギーとして水素ガスが注目されている。例えば、重油等を用いる焼却炉、ボイラー等の助燃用としての水素ガスを燃焼室へ供給することが行われている。水素ガスを発生させる水素ガス発生装置として例えば特許文献１に示すものがある。

この種の水素ガス発生装置は、電解槽が備えられ、この電解槽は電解槽ケースと、電解槽に収容された複数の電極板と、電極板に電力を供給する電力供給手段と、前記電解槽に電気分解される水を供給する水供給手段等を有している。
そして、電極板に電力を供給して、電解槽内の水を電気分解することで、水素ガスと酸素ガスを発生させる。
従来の水素発生装置の電解槽ケースは導電性の金属から成るケース本体と、その内面を被覆する電気的絶縁性を有する合成樹脂から成る絶縁層とから構成されている。

特開２００３−３２８１６９号公報

しかしながら、上記従来の水素ガス発生装置は、絶縁層が劣化して、ケース本体から剥離し、導電性の電解槽ケースの内面が露出して故障してしまうおそれがあり、その耐久性に問題がある。
また、電解槽を大型のものとする場合、電解槽ケースの内面を被覆する絶縁層を形成するためのコストが高くなるばかりが、広い面積を完全に合成樹脂によって被覆する絶縁層を形成することは技術的な困難を伴うという問題もある。

本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、絶縁層が長期間に渡って、その性能を維持することができて高い耐久性を有し、また低いコストで、しかも容易に絶縁層を形成することが可能な電解槽を備えた水素ガス発生装置の提供を、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、開口を有する電解槽ケース本体と前記電解槽ケース本体の開口を閉鎖する蓋体とから成る電解槽と、前記電解槽に収容された複数の電極板と、前記電極板に電力を供給する電力供給手段と、前記電解槽に電気分解される水を供給する水供給手段とを具備する水素ガス発生装置において、前記電解槽ケース本体の全体を電気的絶縁性材料によって構成したことを特徴とする水素ガス発生装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した水素ガス発生装置において、電解槽ケース本体を全体が電気的絶縁性を有する合成樹脂によって構成される管状体によって構成したことを特徴とする水素ガス発生装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載した水素ガス発生装置において、電解槽ケースの開口の縁にはフランジが形成され、前記フランジに蓋体が連結されて前記電解槽ケース本体の開口が閉鎖されていることを特徴とする水素ガス発生装置である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載した水素ガス発生装置において、蓋体は導電性材料によって構成されており、前記蓋体を介して電極板に電力を供給することを特徴とする水素ガス発生装置である。

本発明の水素ガス発生装置では、電解槽本体ケースや蓋体の絶縁層が長期間に渡って、その性能を維持することができる高い耐久性をもつことが可能となる。
また、絶縁層を低いコストで、しかも容易に形成することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る水素ガス発生装置の構成を示す図である。図１の水素ガス発生装置に搭載される電解槽の斜視図である。図２のＡ−Ａ断面図である。その他の実施の形態に係る水素ガス発生装置に搭載される電解槽の断面図である。

本発明の実施の形態に係る水素ガス発生装置１を図面にしたがって説明する。
この水素ガス発生装置１は後述するように水素ガスと共に酸素ガスを発生して利用することができる。水素ガス発生装置１は電解槽３、給水タンク５、給水ポンプ７、汽水分離器９、循環ポンプ１１、冷却ファン１３等を具備している。

電解槽３の構成について説明する。
符号３ａは電解槽ケース本体を示し、この電解槽ケース本体３ａは略円筒状で、その全体が電気的絶縁性材料によって構成されている。電気的絶縁性材料としては合成樹脂、例えば硬質塩化ビニルが適用できる。従って、電解槽ケース本体３ａは市販の硬質塩化ビニル製のパイプを利用することが可能である。この塩化ビニル製のパイプは肉厚、直径、長さ寸法が多種類あり、しかも簡単な工具で容易に切断することが可能である。
また、電解槽ケース本体３ａの両側の開口３ｃの縁にはフランジ３ｄが形成されている。このフランジ３ｄには複数の穴３ｅが形成されている。

符号３ｂは蓋体を示し、蓋体３ｂは、その全体が導電性材料によって構成されている。導電性材料としては、例えばステンレス鋼が適用できる。
この蓋体３ｂは円板状で複数の穴３ｆが形成されており、穴３ｆはフランジ３ｄの穴３ｅに対応して配置されている。

電解槽ケース本体３ａの両端の開口３ｃは蓋体３ｂによってそれぞれ閉鎖される。すなわち、蓋体３ｂを電解槽ケース本体３ａの両端の開口３ｃに宛がい、蓋体３ｂとフランジ３ｄとを重ねて、更に穴３ｆと穴３ｅとを合わせる。そして、穴３ｆと穴３ｅにボルト３５を通して、先端部を穴３ｆから突出させ、このボルト３５の突出部分にナット３７を螺合する。そして、ナット３７を締め付けて蓋体３ｂをフランジ３ｄに固定する。
電解槽３には多数の電極板１５が収容されており、電極板１５は互いに間隔を開けた状態で支持シャフト１７によって支持されている。電極板１５には図示しない外部電源、この外部電源に接続される蓋体３ｂ等から構成される電力供給手段によって電力が供給される。

給水タンク５は図示しない水供給源にパイプ２０を介して接続されており、また給水タンク５にはオーバーフロー用のパイプ２１が取り付けられている。更に、給水タンク５はパイプ２３を介して汽水分離器９に接続され、パイプ２３には給水ポンプ７が備えられている。汽水分離器９はパイプ２５を介して電解槽３に接続されており、パイプ２５の一端部は汽水分離器９の底部近傍にまで延びている。

また、電解槽３はパイプ２７を介して汽水分離器９に接続されており、このパイプ２７はコイル状の被冷却部２７ａを有している。被冷却部２７ａに対向して冷却ファン１３が備えられている。パイプ２７には循環ポンプ１１が備えられている。
更に、汽水分離器９の上端部にはパイプ３１の一端部が接続されており、このパイプ３１の他端部は図示しないバーナーに接続されている。
なお、電解槽３にはドレン用のパイプ２８が接続されている。
以上のように水素ガス発生装置１が構成されている。

次に、この水素ガス発生装置１の制御手段３３によって制御される動作について説明する。
給水タンク５には水供給源からパイプ２０を介して給水され、給水タンク５内が一定以上の水位になると、パイプ２１から排水される。これにより給水タンク５には所定量の水が貯留されている。
また、給水タンク５内の水Ｗは給水ポンプ７によってパイプ２３を介して汽水分離器９へ送られ、パイプ２５を介して電解槽３へ送られる。これにより電解槽３に水が貯留され、電極板１５が水Ｗに浸漬される。

そして、図示しない外部電源から蓋体３ｂ、電解槽３内の水Ｗを介して電力が電極板１５に供給される。これにより、電解槽３内の水Ｗが電気分解されて、水素ガスと酸素ガスが発生する。これら水素ガスと酸素ガスはパイプ２５を介して汽水分離器９へ送られ、更にパイプ３１を介して図示しないバーナーへ送られる。

また、電解槽３内の水は循環ポンプ１１によってパイプ２７、汽水分離器９、更にパイプ２５を介して循環させられる。そして、パイプ２７の被冷却部２７ａを通過する際に冷却ファン１３によって冷却される。これにより、電解槽３内が高温になるのを防止することができる。
以上のようにして、水素ガス発生装置１が動作する。

既述したように電解槽ケース本体３ａは、その全体が電気的絶縁性材料としては合成樹脂によって構成されているので、電解槽ケース本体３ａが破損しない限り、電気的絶電性能を維持することができる。従って、従来の導電性金属から成るケース本体の内面を、電気的絶縁性を有する合成樹脂によって被覆した電解槽ケースと比較して、耐久性を飛躍的に向上させることが可能となる。
また、蓋体３ｂを電極板１５に電力を供給するための、いわば電極として兼用することによって部品点数を減らすことが可能となる。

既述したように電解槽ケース本体３ａは塩化ビニル製の市販のパイプを利用することが可能であるため、極めて安価に電解槽ケースを製作することができる。また、市販の塩化ビニル製のパイプは肉厚、直径、長さ寸法が多種類あり、電解槽ケース本体のサイズを必要に応じて簡単に変更することができる。
更に、市販のパイプは簡単な工具によって容易に切断することが可能であるので、例えば電解槽ケース本体３ａのように比較的短寸法のものは、パイプを途中部分で切断して製作することができる。
また、図４に示す電解槽４の電解槽ケース本体４ａを長尺としたもので、この場合に市販のパイプを利用すれば、長尺な電解槽ケースを容易に製作することが可能である。

上記のように電解槽ケース本体のサイズを簡単に変更できる結果、電解槽ケース本体に収容される電極板の数を自由に設定することが可能となる。従って、水素ガス発生装置によって発生させる水素ガス、酸素ガスの量を比較的簡単に設定することが可能である。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、電解槽を１つだけ備えた水素ガス発生装置１を示したが、本発明はこれに限定されず、複数備える構成としてもよい。
また、水素ガス発生装置１では、水素ガス、酸素ガスの経路を、汽水分離器９を通過させる構成、すなわち汽水分離器９を給水タンク５から電解槽３へ給水するための経路の途中に置く構成としたが、本発明はこれに限定されず、電解槽から水素ガス、酸素ガスの送給するための経路と、給水タンクから電解槽へ水を供給するための経路を別に設ける構成としてもよい。

本発明の水素ガス発生装置は、水素ガス発生装置製造業において産業上の利用可能性を有する。

１…水素ガス発生装置３…電解槽
３ａ…電解槽ケース本体３ｂ…蓋体
３ｃ…開口
３ｄ…電解槽ケース本体のフランジ３ｅ…（フランジの）穴
３ｆ…（蓋体の）穴
５…給水タンク７…給水ポンプ
９…汽水分離器１１…循環ポンプ
１３…冷却ファン１５…電極板
１７…支持シャフト
２０、２１、２７、２８、３１…パイプ
２７ａ…パイプ２７の被冷却部３３…制御手段
３５…ボルト３７…ナット
Ｗ…水

Claims

開口を有する電解槽ケース本体と前記電解槽ケース本体の開口を閉鎖する蓋体とから成る電解槽と、前記電解槽に収容された複数の電極板と、前記電極板に電力を供給する電力供給手段と、前記電解槽に電気分解される水を供給する水供給手段とを具備する水素ガス発生装置において、前記電解槽ケース本体の全体を電気的絶縁性材料によって構成したことを特徴とする水素ガス発生装置。
請求項１に記載した水素ガス発生装置において、電解槽ケース本体を全体が電気的絶縁性を有する合成樹脂によって構成される管状体によって構成したことを特徴とする水素ガス発生装置。
請求項１または２に記載した水素ガス発生装置において、電解槽ケースの開口の縁にはフランジが形成され、前記フランジに蓋体が連結されて前記電解槽ケース本体の開口が閉鎖されていることを特徴とする水素ガス発生装置。
請求項１から３のいずれかに記載した水素ガス発生装置において、蓋体は導電性材料によって構成されており、前記蓋体を介して電極板に電力を供給することを特徴とする水素ガス発生装置。