JP2018104771A - Electrochemical device - Google Patents

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JP2018104771A JP2016253147A JP2016253147A JP2018104771A JP 2018104771 A JP2018104771 A JP 2018104771A JP 2016253147 A JP2016253147 A JP 2016253147A JP 2016253147 A JP2016253147 A JP 2016253147A JP 2018104771 A JP2018104771 A JP 2018104771A
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樹神 雅人
Masahito Kigami
雅人 樹神
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochemical device suitable for downsizing without any sliding joints.SOLUTION: An electrochemical device 10 accommodates in one housing 12: a monopole power generator comprising a magnet 18 and ion-containing water W in a cell container 16; and an electrolytic device comprising ion-containing water W in the cell container 16 and a first and second cylindrical electrodes 21 and 22. Therefore, it is suitable for downsizing. In addition, the lower ends 21a and 22a of the first and second cylindrical electrodes 21 and 22 are immersed in the ion-containing water W in the cell container 16 in a non-contact state to the cell container 16, and the upper ends 21b and 22b are fixed on the housing 12. Therefore, even when the cell container 16 rotates with a pivot 14, the electrochemical device can have a long life because of having no sliding joint to wear and deteriorate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電気化学装置に関する。   The present invention relates to an electrochemical device.

従来より、電気化学装置としては、単極発電機を風力で回して発電させ、その電力を用いて単極発電機とは別に設置した電解装置の電解液を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを得るものが知られている(例えば特許文献1)。単極発電機は、図3に示すように、磁石の磁束を横切るように非磁性導体製の回転板を回転させることにより、回転板の中心側と外周側との間に起電力を発生させるものである。この単極発電機は、磁石を静止させ回転板を回転させる場合のほか、磁石と回転板とを同時に回転させても起電力が発生するが、回転板を静止させ磁石を回転させた場合には起電力は発生しない。単極発電機の起電力を取り出すには、回転板の中心側及び外周側のそれぞれにブラシを接触させ、各ブラシを介して起電力を外部に取り出す。ブラシと回転板との接点は摺動接点であり摩耗劣化する。この摩耗劣化の問題を解決するため、特許文献2では、回転板に設けた環状溝形の液溜め部に液体金属を配置し、この液体金属と接触する接触子により起電力を取り出すように構成している。   Conventionally, as an electrochemical device, a unipolar generator is rotated by wind power to generate electricity, and the electrolytic solution of the electrolytic device installed separately from the unipolar generator is electrolyzed using the electric power to generate hydrogen gas and oxygen gas. Is known (for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 3, the monopolar generator generates an electromotive force between the center side and the outer peripheral side of the rotating plate by rotating a rotating plate made of a non-magnetic conductor so as to cross the magnetic flux of the magnet. Is. In addition to rotating the rotating plate with the magnet stationary, this monopolar generator generates electromotive force even when the magnet and the rotating plate are rotated at the same time, but when the rotating plate is stationary and the magnet is rotated. No electromotive force is generated. In order to extract the electromotive force of the monopolar generator, a brush is brought into contact with each of the center side and the outer peripheral side of the rotating plate, and the electromotive force is taken out through each brush. The contact between the brush and the rotating plate is a sliding contact and wears down. In order to solve the problem of wear deterioration, in Patent Document 2, a liquid metal is disposed in an annular groove-shaped liquid reservoir provided on a rotating plate, and an electromotive force is taken out by a contactor that contacts the liquid metal. doing.

米国特許第4184084号明細書U.S. Pat. No. 4,184,084 特開平5−244758号公報JP-A-5-244758

しかしながら、特許文献1では、単極発電機と電解装置とを別々に設置しているため、小型化に向かないという問題があった。また、特許文献2では、単極発電機の摺動接点の代わりに液体金属を利用しているが、液体金属としては水銀しか考えられないため、生物に対して毒性が高いという問題があった。   However, in patent document 1, since the single pole generator and the electrolysis apparatus were installed separately, there existed a problem that it was not suitable for size reduction. Moreover, in patent document 2, although the liquid metal is utilized instead of the sliding contact of a monopolar generator, since only mercury was considered as a liquid metal, there existed a problem that it was highly toxic with respect to a living body. .

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、摺動接点をなくすと共に小型化に適した電気化学装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and has as its main object to provide an electrochemical device that eliminates sliding contacts and is suitable for miniaturization.

本発明の第1の電気化学装置は、
回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化され、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
前記セル容器の底面を貫く磁界を発生させる磁石と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第1筒状電極と、
前記第1筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第2筒状電極と、
前記ハウジングに固定され、前記第1筒状電極と前記第2筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第1筒状電極の側と前記第2筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記セル容器から離間した位置で前記第1筒状電極と前記第2筒状電極とを電気的に接続する接続部材と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えたものである。
The first electrochemical device of the present invention comprises:
A housing that rotatably supports the rotation shaft;
A cell container integrated with the rotary shaft inside the housing and capable of storing ion-containing water;
A magnet for generating a magnetic field penetrating the bottom surface of the cell container;
A first cylindrical electrode having one end immersed in ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container and the other end fixed to the housing;
A second cylindrical shape having a larger diameter than the first cylindrical electrode, one end immersed in the ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container, and the other end fixed to the housing Electrodes,
A cylindrical partition member fixed to the housing and dividing a space between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode into an inner space and an outer space;
A cylindrical diaphragm provided by separating the ion-containing water in the cell container into the first cylindrical electrode side and the second cylindrical electrode side, and facing the cylindrical partition member with a minute gap therebetween. When,
A connecting member for electrically connecting the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode at a position spaced from the cell container;
An inner peripheral gas passage for taking out gas in the inner peripheral space out of the housing;
An outer peripheral side gas passage for taking out gas in the outer peripheral side space out of the housing;
It is equipped with.

この電気化学装置では、セル容器の底面を貫く磁界を発生させた状態で、イオン含有水を貯蔵したセル容器を回転軸と共に回転させる。すると、単極発電機の原理によって、イオン含有水(非磁性導体円盤として機能する)の中心側と外周側との間に起電力が発生する。イオン含有水の中心側には第1筒状電極が配置され、外周側には第2筒状電極が配置されている。そのため、第1筒状電極と第2筒状電極との間には電位差が発生し、水の電気分解が進行する。その結果、第1及び第2筒状電極の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第1筒状電極と第2筒状電極との間の空間は筒状仕切り部材によって内周側空間と外周側空間とに分割されている。また、イオン含有水は筒状隔膜によって第1筒状電極の側と第2筒状電極の側に分けられている。そのため、第1筒状電極で発生したガスは、内周側空間及び内周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。また、第2筒状電極で発生したガスは、外周側空間及び外周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。ここで、単極発電機を構成する磁石及びセル容器も、電解装置を構成するセル容器、第1及び第2筒状電極も、1つのハウジングに収納されている。そのため、小型化に適している。また、第1及び第2筒状電極は、いずれも、一端がセル容器に非接触な状態でセル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端がハウジングに固定されている。そのため、セル容器が回転軸と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。   In this electrochemical device, a cell container storing ion-containing water is rotated together with a rotating shaft in a state where a magnetic field penetrating the bottom surface of the cell container is generated. Then, an electromotive force is generated between the central side and the outer peripheral side of the ion-containing water (functioning as a nonmagnetic conductor disk) by the principle of the monopolar generator. The 1st cylindrical electrode is arrange | positioned at the center side of ion-containing water, and the 2nd cylindrical electrode is arrange | positioned at the outer peripheral side. Therefore, a potential difference is generated between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode, and water electrolysis proceeds. As a result, hydrogen gas is generated at one of the first and second cylindrical electrodes, and oxygen gas is generated at the other. A space between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode is divided into an inner peripheral space and an outer peripheral space by a cylindrical partition member. The ion-containing water is divided into a first cylindrical electrode side and a second cylindrical electrode side by a cylindrical diaphragm. Therefore, the gas generated in the first cylindrical electrode is taken out of the housing through the inner circumferential space and the inner circumferential gas passage. Further, the gas generated in the second cylindrical electrode is taken out of the housing through the outer peripheral side space and the outer peripheral side gas passage. Here, the magnet and cell container constituting the monopolar generator, the cell container constituting the electrolysis apparatus, and the first and second cylindrical electrodes are also housed in one housing. Therefore, it is suitable for downsizing. Moreover, as for the 1st and 2nd cylindrical electrode, as for all, one end is immersed in the ion containing water in a cell container in the non-contact state, and the other end is being fixed to the housing. For this reason, even if the cell container rotates with the rotating shaft, the life of the apparatus is extended because there is no sliding contact that deteriorates wear.

なお、磁石は、セル容器と一緒に回転するように構成されていてもよいし、セル容器と一緒に回転しないように構成されていてもよい。   The magnet may be configured to rotate with the cell container, or may be configured not to rotate with the cell container.

本発明の第1の電気化学装置において、前記磁石は、前記セル容器の底面側に配置されたドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されていてもよい。このようなトーナッツ形状磁石を採用すれば、セル容器の底面を貫く磁界を発生させやすい。   In the first electrochemical device of the present invention, the magnet may be a donut-shaped magnet disposed on the bottom surface side of the cell container, and the rotating shaft may be inserted through a central hole. If such a tonut-shaped magnet is employed, it is easy to generate a magnetic field that penetrates the bottom surface of the cell container.

本発明の第1の電気化学装置において、前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されていてもよい。こうすれば、風力や水力といった再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。   In the first electrochemical device of the present invention, the rotating shaft may be connected to a propeller shaft of a wind turbine or a water turbine. In this way, renewable energy such as wind power or hydraulic power can be converted into hydrogen gas or oxygen gas.

本発明の第2の電気化学装置は、
回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化された非磁性導体製の円盤と、
前記非磁性導体円盤を貫く磁界を発生させる磁石と、
前記磁石から離間した位置に設けられ、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第1筒状電極と、
前記第1筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第2筒状電極と、
前記円盤に固定され、前記第1筒状電極と前記第2筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第1筒状電極の側と前記第2筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えたものである。
The second electrochemical device of the present invention comprises:
A housing that rotatably supports the rotation shaft;
A disk made of a non-magnetic conductor integrated with the rotating shaft inside the housing;
A magnet for generating a magnetic field penetrating the non-magnetic conductor disk;
A cell container provided at a position spaced from the magnet and capable of storing ion-containing water;
A first cylindrical electrode having one end immersed in the ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container, and the other end fixed to the disk;
A second cylindrical shape having a larger diameter than the first cylindrical electrode, one end immersed in the ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container, and the other end fixed to the disk Electrodes,
A cylindrical partition member fixed to the disk and dividing a space between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode into an inner circumferential space and an outer circumferential space;
A cylindrical diaphragm provided by separating the ion-containing water in the cell container into the first cylindrical electrode side and the second cylindrical electrode side and facing the cylindrical partitioning member with a small gap therebetween. When,
An inner peripheral gas passage for taking out gas in the inner peripheral space out of the housing;
An outer peripheral side gas passage for taking out gas in the outer peripheral side space out of the housing;
It is equipped with.

この電気化学装置では、非磁性導体製の円盤を貫く磁界を発生させた状態で、円盤を回転軸と共に回転させる。すると、単極発電機の原理によって、円盤の中心側と外周側との間に起電力が発生する。円盤の中心側には第1筒状電極が固定され、外周側には第2筒状電極が固定されている。そのため、第1筒状電極と第2筒状電極との間には電位差が発生する。また、第1及び第2筒状電極は、セル容器に非接触な状態でセル容器内のイオン含有水に浸漬されている。そのため、水の電気分解が進行し、第1及び第2筒状電極の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第1筒状電極と第2筒状電極との間の空間は筒状仕切り部材によって内周側空間と外周側空間とに分割されている。また、イオン含有水は筒状隔膜によって第1筒状電極の側と第2筒状電極の側に分けられている。そのため、内周側空間で発生したガスは、内周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。外周側空間で発生したガスは、外周側ガス通路を通ってハウジングの外へ取り出される。ここで、単極発電機を構成する磁石及び円盤も、電解装置を構成するセル容器、第1及び第2筒状電極も、1つのハウジングに収納されている。そのため、小型化に適している。また、第1及び第2筒状電極は、いずれも、一端がセル容器に非接触な状態でセル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が円盤に固定されている。そのため、円盤が回転軸と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。   In this electrochemical device, the disk is rotated together with the rotating shaft in a state where a magnetic field penetrating the disk made of nonmagnetic conductor is generated. Then, an electromotive force is generated between the center side and the outer peripheral side of the disk due to the principle of the monopolar generator. A first cylindrical electrode is fixed to the center side of the disk, and a second cylindrical electrode is fixed to the outer peripheral side. Therefore, a potential difference is generated between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode. Moreover, the 1st and 2nd cylindrical electrode is immersed in the ion containing water in a cell container in the non-contact state in a cell container. Therefore, electrolysis of water proceeds, hydrogen gas is generated on one of the first and second cylindrical electrodes, and oxygen gas is generated on the other. A space between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode is divided into an inner peripheral space and an outer peripheral space by a cylindrical partition member. The ion-containing water is divided into a first cylindrical electrode side and a second cylindrical electrode side by a cylindrical diaphragm. Therefore, the gas generated in the inner peripheral space is taken out of the housing through the inner peripheral gas passage. The gas generated in the outer peripheral space is taken out of the housing through the outer peripheral gas passage. Here, the magnet and the disk constituting the monopolar generator, the cell container constituting the electrolysis apparatus, and the first and second cylindrical electrodes are also accommodated in one housing. Therefore, it is suitable for downsizing. Moreover, as for the 1st and 2nd cylindrical electrode, as for all, one end is immersed in the ion containing water in a cell container in the non-contact state, and the other end is being fixed to the disk. For this reason, even if the disk rotates together with the rotating shaft, the life of the apparatus is extended because there is no sliding contact that deteriorates wear.

なお、磁石は、円盤と一緒に回転するように構成されていてもよいし、円盤と一緒に回転しないように構成されていてもよい。また、セル容器は、円盤と一緒に回転しないように構成されていることが好ましい。   The magnet may be configured to rotate with the disk, or may be configured not to rotate with the disk. Moreover, it is preferable that the cell container is configured not to rotate together with the disk.

本発明の第2の電気化学装置において、前記磁石は、前記円盤に対向するドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されていてもよい。このようなトーナッツ形状磁石を採用すれば、円盤を貫く磁界を発生させやすい。   In the second electrochemical device of the present invention, the magnet may be a donut-shaped magnet facing the disk, and the rotating shaft may be inserted through a central hole. If such a tonut-shaped magnet is employed, it is easy to generate a magnetic field that penetrates the disk.

本発明の第2の電気化学装置において、前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されていてもよい。こうすれば、風力や水力といった再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。   In the second electrochemical device of the present invention, the rotating shaft may be connected to a propeller shaft of a wind turbine or a water turbine. In this way, renewable energy such as wind power or hydraulic power can be converted into hydrogen gas or oxygen gas.

第1実施形態の電気化学装置10の概略断面図。1 is a schematic cross-sectional view of an electrochemical device 10 according to a first embodiment. 第2実施形態の電気化学装置60の概略断面図。The schematic sectional drawing of the electrochemical apparatus 60 of 2nd Embodiment. 単極発電機の原理を示す説明図。Explanatory drawing which shows the principle of a monopolar generator.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1の電気化学装置の一実施形態(第1実施形態)の概略断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment (first embodiment) of the first electrochemical device of the present invention.

電気化学装置10は、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる装置である。電気化学装置10は、ハウジング12と、セル容器16と、磁石18と、第1及び第2筒状電極21,22と、筒状仕切り部材26と、筒状隔膜28と、内周側及び外周側ガス通路33,34とを備えている。   The electrochemical device 10 is a device that generates hydrogen gas and oxygen gas by electrolyzing water using electric power generated using the principle of a monopolar generator. The electrochemical device 10 includes a housing 12, a cell container 16, a magnet 18, first and second cylindrical electrodes 21, 22, a cylindrical partition member 26, a cylindrical diaphragm 28, an inner peripheral side, and an outer peripheral side. Side gas passages 33 and 34 are provided.

ハウジング12は、上面及び下面が円形で側面が円筒形の中空筒体である。ハウジング12は、上面及び下面を貫通する回転軸14を回転可能に支持している。ハウジング12は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。回転軸14は、風車のプロペラ軸40に連結されている。   The housing 12 is a hollow cylinder having a circular upper surface and lower surface and a cylindrical side surface. The housing 12 rotatably supports a rotating shaft 14 that passes through the upper surface and the lower surface. The housing 12 is made of a nonmagnetic insulating material such as vinyl chloride resin. The rotating shaft 14 is connected to a propeller shaft 40 of the windmill.

セル容器16は、有底筒状の容器であり、回転軸14と一体化されている。セル容器16は、イオン含有水Wを貯蔵可能である。イオン含有水Wとしては、例えば水酸化ナトリウム水溶液や硫酸水溶液などの電解液が挙げられる。イオン含有水Wは、導電率が調整されている。セル容器16は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。なお、セル容器16には、ハウジング12の外部とセル容器16の内部とを繋ぐ水の給排経路(図示せず)を介してイオン含有水Wが供給・排出される。   The cell container 16 is a bottomed cylindrical container and is integrated with the rotating shaft 14. The cell container 16 can store the ion-containing water W. Examples of the ion-containing water W include electrolytic solutions such as a sodium hydroxide aqueous solution and a sulfuric acid aqueous solution. The conductivity of the ion-containing water W is adjusted. The cell container 16 is made of a nonmagnetic insulating material such as vinyl chloride resin. The cell container 16 is supplied and discharged with ion-containing water W via a water supply / discharge path (not shown) connecting the outside of the housing 12 and the inside of the cell container 16.

磁石18は、ドーナッツ形状磁石であり、中央孔18aに回転軸14が非接触な状態で挿通されている。そのため、回転軸14が回転したとしても磁石18は回転しない。磁石18は、セル容器16の底面を貫く磁界を発生させる。こうした磁石18は、ネオジム磁石やフェライト磁石などであってもよいし、超電導磁石であってもよい。   The magnet 18 is a donut-shaped magnet, and is inserted through the central hole 18a in a non-contact state. Therefore, even if the rotating shaft 14 rotates, the magnet 18 does not rotate. The magnet 18 generates a magnetic field that penetrates the bottom surface of the cell container 16. Such a magnet 18 may be a neodymium magnet or a ferrite magnet, or may be a superconducting magnet.

第1筒状電極21は、回転軸14と同軸に形成されている。第1筒状電極21の下端21aは、セル容器16に非接触な状態でセル容器16内のイオン含有水Wに浸漬されている。第1筒状電極21の上端21bは、ハウジング12の天井裏面に固定されている。第1筒状電極21の中央孔には、回転軸14が非接触な状態で挿通されている。   The first cylindrical electrode 21 is formed coaxially with the rotating shaft 14. The lower end 21 a of the first cylindrical electrode 21 is immersed in the ion-containing water W in the cell container 16 without being in contact with the cell container 16. An upper end 21 b of the first cylindrical electrode 21 is fixed to the ceiling back surface of the housing 12. The rotation shaft 14 is inserted into the central hole of the first cylindrical electrode 21 in a non-contact state.

第2筒状電極22は、第1筒状電極21よりも大きな径を有し、回転軸14と同軸に形成されている。第2筒状電極22の下端22aは、セル容器16に非接触な状態でセル容器16内のイオン含有水Wに浸漬されている。第2筒状電極22の上端22bは、ハウジング12の天井裏面に固定されている。第1筒状電極21と第2筒状電極22とは、セル容器16から上方に離間した位置(ここではハウジング12の天井裏面に近い位置)で銅線24により電気的に接続されている。そのため、銅線24は磁石18の影響を受けにくい。銅線24は筒状仕切り部材26を貫通している。   The second cylindrical electrode 22 has a larger diameter than the first cylindrical electrode 21 and is formed coaxially with the rotating shaft 14. The lower end 22 a of the second cylindrical electrode 22 is immersed in the ion-containing water W in the cell container 16 without being in contact with the cell container 16. The upper end 22 b of the second cylindrical electrode 22 is fixed to the ceiling back surface of the housing 12. The first cylindrical electrode 21 and the second cylindrical electrode 22 are electrically connected by a copper wire 24 at a position spaced upward from the cell container 16 (here, a position close to the back surface of the ceiling of the housing 12). Therefore, the copper wire 24 is not easily affected by the magnet 18. The copper wire 24 penetrates the cylindrical partition member 26.

筒状仕切り部材26は、第1筒状電極21と第2筒状電極22の中間の径を有し、回転軸14と同軸に形成されている。筒状仕切り部材26の上端26bは、ハウジング12の天井裏面に固定されている。筒状仕切り部材26の下端26aは、セル容器16のやや上方に位置している。この筒状仕切り部材26は、第1筒状電極21と第2筒状電極22との間の空間を内周側空間31と外周側空間32とに分割している。筒状仕切り部材26は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。   The cylindrical partition member 26 has an intermediate diameter between the first cylindrical electrode 21 and the second cylindrical electrode 22 and is formed coaxially with the rotary shaft 14. An upper end 26 b of the cylindrical partition member 26 is fixed to the ceiling back surface of the housing 12. The lower end 26 a of the cylindrical partition member 26 is located slightly above the cell container 16. The cylindrical partition member 26 divides the space between the first cylindrical electrode 21 and the second cylindrical electrode 22 into an inner peripheral space 31 and an outer peripheral space 32. The cylindrical partition member 26 is made of a nonmagnetic insulating material such as vinyl chloride resin.

筒状隔膜28は、筒状仕切り部材26と同軸、同径に形成されている。筒状隔膜28は、セル容器16内のイオン含有水Wを第1筒状電極21の側と第2筒状電極22の側とに分割している。筒状隔膜28の下端28aは、セル容器16に固定されている。筒状隔膜28の上端28bは、筒状仕切り部材26の下端26aと微小間隔を空けて対向している。筒状隔膜28は、例えば高分子のポーラス膜(イオン交換膜)で作製されている。微小間隔は、筒状隔膜28の上端28bと筒状仕切り部材26の下端26aとを非接触な状態に維持可能で、且つ、内周側空間31と外周側空間32とのガスの流通がほとんどない大きさに設定されている。   The cylindrical diaphragm 28 is formed coaxially and with the same diameter as the cylindrical partition member 26. The cylindrical diaphragm 28 divides the ion-containing water W in the cell container 16 into a first cylindrical electrode 21 side and a second cylindrical electrode 22 side. A lower end 28 a of the cylindrical diaphragm 28 is fixed to the cell container 16. The upper end 28b of the cylindrical diaphragm 28 is opposed to the lower end 26a of the cylindrical partition member 26 with a small gap. The cylindrical diaphragm 28 is made of, for example, a polymer porous membrane (ion exchange membrane). The minute interval can maintain the upper end 28b of the cylindrical diaphragm 28 and the lower end 26a of the cylindrical partition member 26 in a non-contact state, and almost no gas flows between the inner circumferential side space 31 and the outer circumferential side space 32. Not set to a size.

内周側ガス通路33は、内周側空間31のガスをハウジング12の外へ取り出すための通路である。この内周側ガス通路33は、内周側空間31を経てハウジング12の天井に設けられた穴33aに達している。外周側ガス通路34は、外周側空間32のガスをハウジング12の外へ取り出すための通路である。この外周側ガス通路34は、外周側空間32を経てハウジング12の天井に設けられた穴34aに達している。   The inner peripheral side gas passage 33 is a passage for taking out the gas in the inner peripheral side space 31 to the outside of the housing 12. The inner peripheral gas passage 33 reaches a hole 33 a provided in the ceiling of the housing 12 through the inner peripheral space 31. The outer peripheral side gas passage 34 is a passage for taking out the gas in the outer peripheral side space 32 to the outside of the housing 12. The outer peripheral gas passage 34 reaches a hole 34 a provided in the ceiling of the housing 12 through the outer peripheral space 32.

次に、電気化学装置10の使用例について説明する。ここでは、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる場合について説明する。まず、セル容器16の底面を貫く磁界を磁石18にて発生させる。この状態で、風車によって回転軸14を回転させることにより、回転軸14と一体化されたセル容器16を回転させる。すると、単極発電機の原理によって、セル容器16内のイオン含有水W(非磁性導体円盤として機能する)のイオンが力を受け、イオン含有水Wの中心側と外周側との間に起電力が発生する。イオン含有水Wの中心側には第1筒状電極21が配置され、外周側には第2筒状電極22が配置されている。そのため、第1筒状電極21と第2筒状電極22との間に電位差が発生し、水の電気分解が進行する。その結果、第1及び第2筒状電極21,22の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第1筒状電極21と第2筒状電極22との間の空間は筒状仕切り部材26によって内周側空間31と外周側空間32とに分割されている。また、イオン含有水Wは筒状隔膜28によって第1筒状電極21の側と第2筒状電極22の側に分けられている。そのため、第1筒状電極21で発生したガスは、内周側ガス通路33を通ってハウジング12の外へ取り出される。また、第2筒状電極22で発生したガスは、外周側ガス通路34を通ってハウジング12の外へ取り出される。なお、イオン含有水Wの中心側が+極で外周側が−極になるか、イオン含有水Wの中心側が−極、外周側が+極になるかは、回転軸14の回転方向によって決まる。   Next, a usage example of the electrochemical device 10 will be described. Here, a case where hydrogen gas and oxygen gas are generated by electrolyzing water using electric power generated using the principle of a monopolar generator will be described. First, a magnet 18 generates a magnetic field that penetrates the bottom surface of the cell container 16. In this state, the cell container 16 integrated with the rotating shaft 14 is rotated by rotating the rotating shaft 14 with the windmill. Then, due to the principle of the unipolar generator, the ions of the ion-containing water W (which functions as a non-magnetic conductor disk) in the cell container 16 are subjected to force and are generated between the center side and the outer peripheral side of the ion-containing water W. Electric power is generated. The first cylindrical electrode 21 is disposed on the center side of the ion-containing water W, and the second cylindrical electrode 22 is disposed on the outer peripheral side. Therefore, a potential difference is generated between the first cylindrical electrode 21 and the second cylindrical electrode 22, and water electrolysis proceeds. As a result, hydrogen gas is generated on one of the first and second cylindrical electrodes 21 and 22, and oxygen gas is generated on the other. A space between the first cylindrical electrode 21 and the second cylindrical electrode 22 is divided into an inner peripheral space 31 and an outer peripheral space 32 by a cylindrical partition member 26. Further, the ion-containing water W is divided into a first cylindrical electrode 21 side and a second cylindrical electrode 22 side by a cylindrical diaphragm 28. Therefore, the gas generated in the first cylindrical electrode 21 is taken out of the housing 12 through the inner peripheral side gas passage 33. The gas generated in the second cylindrical electrode 22 is taken out of the housing 12 through the outer peripheral gas passage 34. Whether the central side of the ion-containing water W is a positive pole and the outer peripheral side is a negative pole, or whether the central side of the ion-containing water W is a negative pole and the outer peripheral side is a positive pole is determined by the rotation direction of the rotary shaft 14.

以上説明した電気化学装置10によれば、単極発電機を構成する磁石18及びセル容器16内のイオン含有水Wも、電解装置を構成するセル容器16内のイオン含有水W、第1及び第2筒状電極21,22も、1つのハウジング12に収納されている。そのため、小型化に適している。また、第1及び第2筒状電極21,22は、いずれも、下端21a,22aがセル容器16に非接触な状態でセル容器16内のイオン含有水Wに浸漬され、上端21b,22bがハウジング12に固定されている。そのため、セル容器16が回転軸14と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。   According to the electrochemical apparatus 10 described above, the ion-containing water W in the cell container 16 constituting the electrolysis apparatus, the magnet 18 constituting the monopolar generator, and the ion-containing water W in the cell container 16 are also the first and The second cylindrical electrodes 21 and 22 are also accommodated in one housing 12. Therefore, it is suitable for downsizing. The first and second cylindrical electrodes 21 and 22 are both immersed in the ion-containing water W in the cell container 16 with the lower ends 21a and 22a being in non-contact with the cell container 16, and the upper ends 21b and 22b are It is fixed to the housing 12. For this reason, even if the cell container 16 rotates together with the rotary shaft 14, there is no sliding contact that deteriorates wear, so that the life of the apparatus is extended.

また、磁石18としてドーナッツ形状磁石を採用したため、セル容器16の底面を貫く磁界を発生させやすい。   Further, since a donut-shaped magnet is employed as the magnet 18, it is easy to generate a magnetic field that penetrates the bottom surface of the cell container 16.

更に、回転軸14は、風車のプロペラ軸40と連結されているため、再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。   Furthermore, since the rotating shaft 14 is connected to the propeller shaft 40 of the windmill, the renewable energy can be converted into hydrogen gas or oxygen gas.

[第2実施形態]
図2は、本発明の第2の電気化学装置の一実施形態(第2実施形態)の概略断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one embodiment (second embodiment) of the second electrochemical device of the present invention.

電気化学装置60も、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる装置である。電気化学装置60は、ハウジング62と、円盤63と、磁石65と、セル容器66と、第1及び第2筒状電極71,72と、筒状仕切り部材76と、上部仕切り部材77と、筒状隔膜78と、内周側及び外周側ガス通路85,86とを備えている。   The electrochemical device 60 is also a device that generates hydrogen gas and oxygen gas by electrolyzing water using electric power generated using the principle of a monopolar generator. The electrochemical device 60 includes a housing 62, a disk 63, a magnet 65, a cell container 66, first and second cylindrical electrodes 71 and 72, a cylindrical partition member 76, an upper partition member 77, and a cylinder. A diaphragm 78 and inner and outer gas passages 85 and 86 are provided.

ハウジング62は、上面及び下面が円形で側面が円筒形の中空筒体である。ハウジング62は、上面及び下面を貫通する回転軸64を回転可能に支持している。ハウジング62は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。回転軸64は、風車のプロペラ軸40に連結されている。   The housing 62 is a hollow cylinder whose upper and lower surfaces are circular and whose side surfaces are cylindrical. The housing 62 rotatably supports a rotating shaft 64 that penetrates the upper surface and the lower surface. The housing 62 is made of a nonmagnetic insulating material such as vinyl chloride resin. The rotating shaft 64 is connected to the propeller shaft 40 of the windmill.

円盤63は、ハウジング62の上方に配置され、中心を貫通する回転軸64と一体化されている。円盤63は、非磁性導体(例えば銅)で作製されている。   The disk 63 is disposed above the housing 62 and is integrated with a rotating shaft 64 penetrating the center. The disk 63 is made of a nonmagnetic conductor (for example, copper).

磁石65は、ドーナッツ形状磁石であり、中央孔に回転軸64が非接触な状態で挿通されている。磁石65は、円盤63の上面に一体化されている。そのため、回転軸64が回転すると、磁石65は円盤63と共に回転する。磁石65は、円盤63を貫く磁界を発生させる。こうした磁石65は、ネオジム磁石やフェライト磁石などであってもよいし、超電導磁石であってもよい。   The magnet 65 is a donut-shaped magnet, and the rotation shaft 64 is inserted through the central hole in a non-contact state. The magnet 65 is integrated with the upper surface of the disk 63. Therefore, when the rotating shaft 64 rotates, the magnet 65 rotates together with the disk 63. The magnet 65 generates a magnetic field that penetrates the disk 63. Such a magnet 65 may be a neodymium magnet or a ferrite magnet, or may be a superconducting magnet.

セル容器66は、有底筒状のドーナッツ形状の容器であり、ハウジング62の底面(磁石65から離間した位置)に固定されている。そのため、セル容器66内のイオン含有水Wは磁石65の影響を受けにくい。セル容器66の中央孔には、回転軸64があそびをもって挿通されている。そのため、回転軸64が回転したとしてもセル容器66は停止したままである。セル容器66は、イオン含有水Wを貯蔵可能である。イオン含有水Wとしては、例えば水酸化ナトリウム水溶液や硫酸水溶液など電解液が挙げられる。イオン含有水Wは、導電率が調整されている。セル容器66は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。なお、セル容器66には、ハウジング62の外部とセル容器66の内部とを繋ぐ水の給排経路(図示せず)を介してイオン含有水Wが供給・排出される。   The cell container 66 is a bottomed cylindrical donut-shaped container, and is fixed to the bottom surface of the housing 62 (a position separated from the magnet 65). Therefore, the ion-containing water W in the cell container 66 is not easily affected by the magnet 65. A rotating shaft 64 is inserted through the central hole of the cell container 66 with play. Therefore, even if the rotating shaft 64 rotates, the cell container 66 remains stopped. The cell container 66 can store the ion-containing water W. Examples of the ion-containing water W include electrolytic solutions such as a sodium hydroxide aqueous solution and a sulfuric acid aqueous solution. The conductivity of the ion-containing water W is adjusted. The cell container 66 is made of a nonmagnetic insulating material such as vinyl chloride resin. Note that the ion-containing water W is supplied to and discharged from the cell container 66 via a water supply / discharge path (not shown) that connects the outside of the housing 62 and the inside of the cell container 66.

第1筒状電極71は、回転軸64と同軸に形成されている。第1筒状電極71の下端71aは、セル容器66に非接触な状態でセル容器66内のイオン含有水Wに浸漬されている。第1筒状電極71の上端71bは、円盤63の裏面に固定されている。第1筒状電極71の中央孔には、回転軸64が非接触な状態で挿通されている。   The first cylindrical electrode 71 is formed coaxially with the rotation shaft 64. The lower end 71 a of the first cylindrical electrode 71 is immersed in the ion-containing water W in the cell container 66 in a non-contact state with the cell container 66. An upper end 71 b of the first cylindrical electrode 71 is fixed to the back surface of the disk 63. The rotation shaft 64 is inserted through the central hole of the first cylindrical electrode 71 in a non-contact state.

第2筒状電極72は、第1筒状電極71よりも大きな径を有し、回転軸64と同軸に形成されている。第2筒状電極72の下端72aは、セル容器66に非接触な状態でセル容器66内のイオン含有水Wに浸漬されている。第2筒状電極72の上端72bは、円盤63の裏面に固定されている。   The second cylindrical electrode 72 has a larger diameter than the first cylindrical electrode 71 and is formed coaxially with the rotating shaft 64. The lower end 72 a of the second cylindrical electrode 72 is immersed in the ion-containing water W in the cell container 66 in a non-contact state with the cell container 66. An upper end 72 b of the second cylindrical electrode 72 is fixed to the back surface of the disk 63.

筒状仕切り部材76は、第1筒状電極71と第2筒状電極72の中間の径を有し、回転軸64と同軸に形成されている。筒状仕切り部材76は、第1筒状電極71と第2筒状電極72との間の空間を内周側空間81と外周側空間82とに分割している。筒状仕切り部材76は、例えば塩化ビニル樹脂のような非磁性絶縁材料で作製されている。筒状仕切り部材76の上端76bは円盤63の裏面に固定されている。筒状仕切り部材76の下端76aは、セル容器66のやや上方に位置している。   The cylindrical partition member 76 has an intermediate diameter between the first cylindrical electrode 71 and the second cylindrical electrode 72 and is formed coaxially with the rotation shaft 64. The cylindrical partition member 76 divides the space between the first cylindrical electrode 71 and the second cylindrical electrode 72 into an inner peripheral space 81 and an outer peripheral space 82. The cylindrical partition member 76 is made of a nonmagnetic insulating material such as vinyl chloride resin. An upper end 76 b of the cylindrical partition member 76 is fixed to the back surface of the disk 63. The lower end 76 a of the cylindrical partition member 76 is located slightly above the cell container 66.

上部仕切り部材77は、筒状仕切り部材76と同軸、同径に形成されている。上部仕切り部材77は、ハウジング62の内部のうち磁石65よりも上方の空間を内周側空間83と外周側空間84とに分割している。上部仕切り部材77の上端77bはハウジング62の天井裏面に固定され、下端77bは磁石65の上面のやや上方に位置している。   The upper partition member 77 is formed coaxially with the same diameter as the cylindrical partition member 76. The upper partition member 77 divides the space above the magnet 65 in the housing 62 into an inner space 83 and an outer space 84. An upper end 77 b of the upper partition member 77 is fixed to the ceiling rear surface of the housing 62, and a lower end 77 b is located slightly above the upper surface of the magnet 65.

筒状隔膜78は、筒状仕切り部材76と同軸、同径に形成されている。筒状隔膜78は、セル容器66内のイオン含有水Wを第1筒状電極71の側と第2筒状電極72の側とに分割している。筒状隔膜78の下端78aは、セル容器66に固定されている。筒状隔膜78の上端78bは、筒状仕切り部材76の下端76aと微小間隔を空けて対向している。筒状隔膜78は、例えば高分子のポーラス膜(イオン交換膜)である。微小間隔は、筒状隔膜78の上端78bと筒状仕切り部材76の下端76aとを非接触な状態に維持可能で、且つ、内周側空間81と外周側空間82とのガスの流通がほとんどない大きさに設定されている。   The cylindrical diaphragm 78 is formed coaxially and with the same diameter as the cylindrical partition member 76. The cylindrical diaphragm 78 divides the ion-containing water W in the cell container 66 into a first cylindrical electrode 71 side and a second cylindrical electrode 72 side. A lower end 78 a of the cylindrical diaphragm 78 is fixed to the cell container 66. The upper end 78b of the cylindrical diaphragm 78 is opposed to the lower end 76a of the cylindrical partition member 76 with a small gap. The cylindrical diaphragm 78 is, for example, a polymer porous membrane (ion exchange membrane). The minute interval can maintain the upper end 78b of the cylindrical diaphragm 78 and the lower end 76a of the cylindrical partition member 76 in a non-contact state, and almost no gas flows between the inner peripheral space 81 and the outer peripheral space 82. Not set to a size.

内周側ガス通路85は、内周側空間81のガスをハウジング62の外へ取り出すための通路である。この内周側ガス通路85は、内周側空間81から第1筒状電極71に設けられた穴85a、円盤63の中心付近に設けられた穴85b、内周側空間83を経てハウジング62の天井に設けられた穴85cへ達している。外周側ガス通路86は、外周側空間82のガスをハウジング62の外へ取り出すための通路である。この外周側ガス通路86は、外周側空間82から第2筒状電極72に設けられた穴86a、外周側空間84を経てハウジング62の天井に設けられた穴86bへ達している。   The inner peripheral gas passage 85 is a passage for taking out the gas in the inner peripheral space 81 out of the housing 62. The inner peripheral side gas passage 85 passes through a hole 85 a provided in the first cylindrical electrode 71 from the inner peripheral side space 81, a hole 85 b provided near the center of the disk 63, and the inner peripheral side space 83, so that the housing 62 It reaches a hole 85c provided in the ceiling. The outer peripheral side gas passage 86 is a passage for taking out the gas in the outer peripheral side space 82 out of the housing 62. This outer peripheral side gas passage 86 reaches from the outer peripheral side space 82 to a hole 86 a provided in the second cylindrical electrode 72 and a hole 86 b provided in the ceiling of the housing 62 through the outer peripheral side space 84.

次に、電気化学装置60の使用例について説明する。ここでは、単極発電機の原理を用いて発電させた電力を利用して水を電気分解することにより水素ガス及び酸素ガスを発生させる場合について説明する。まず、円盤63を貫く磁界を磁石65にて発生させる。この状態で、風車によって回転軸64を回転させることにより、回転軸64と一体化された円盤63及び磁石65を回転させる。すると、単極発電機の原理によって、円盤63の中心側と外周側との間に起電力が発生する。円盤63の中心側には第1筒状電極71が固定され、外周側には第2筒状電極72が固定されている。そのため、第1筒状電極71と第2筒状電極72との間には電位差が発生する。また、第1及び第2筒状電極71,72は、セル容器66に非接触な状態でセル容器66内のイオン含有水Wに浸漬されている。そのため、水の電気分解が進行する。その結果、第1及び第2筒状電極71,72の一方で水素ガスが発生し、他方で酸素ガスが発生する。第1筒状電極71と第2筒状電極72との間の空間は筒状仕切り部材76によって内周側空間81と外周側空間82に分割されている。また、イオン含有水Wは筒状隔膜78によって第1筒状電極71の側と第2筒状電極72の側に分けられている。そのため、第1筒状電極71で発生したガスは、内周側ガス通路85を通ってハウジング62の外へ取り出される。また、第2筒状電極72で発生したガスは、外周側ガス通路86を通ってハウジング62の外へ取り出される。なお、イオン含有水Wの中心側が+極で外周側が−極になるか、イオン含有水Wの中心側が−極、外周側が+極になるかは、回転軸64の回転方向によって決まる。   Next, a usage example of the electrochemical device 60 will be described. Here, a case where hydrogen gas and oxygen gas are generated by electrolyzing water using electric power generated using the principle of a monopolar generator will be described. First, a magnetic field that penetrates the disk 63 is generated by the magnet 65. In this state, the rotating shaft 64 is rotated by the windmill to rotate the disk 63 and the magnet 65 integrated with the rotating shaft 64. Then, an electromotive force is generated between the center side and the outer peripheral side of the disk 63 according to the principle of the monopolar generator. A first cylindrical electrode 71 is fixed to the center side of the disk 63, and a second cylindrical electrode 72 is fixed to the outer peripheral side. Therefore, a potential difference is generated between the first cylindrical electrode 71 and the second cylindrical electrode 72. The first and second cylindrical electrodes 71 and 72 are immersed in the ion-containing water W in the cell container 66 in a non-contact state with the cell container 66. Therefore, water electrolysis proceeds. As a result, one of the first and second cylindrical electrodes 71 and 72 generates hydrogen gas, and the other generates oxygen gas. A space between the first cylindrical electrode 71 and the second cylindrical electrode 72 is divided into an inner peripheral space 81 and an outer peripheral space 82 by a cylindrical partition member 76. The ion-containing water W is divided into a first cylindrical electrode 71 side and a second cylindrical electrode 72 side by a cylindrical diaphragm 78. Therefore, the gas generated in the first cylindrical electrode 71 is taken out of the housing 62 through the inner peripheral side gas passage 85. Further, the gas generated in the second cylindrical electrode 72 is taken out of the housing 62 through the outer peripheral side gas passage 86. Whether the central side of the ion-containing water W is a positive pole and the outer peripheral side is a negative pole, or whether the central side of the ion-containing water W is a negative pole and the outer peripheral side is a positive pole is determined by the rotation direction of the rotary shaft 64.

以上説明した電気化学装置60によれば、単極発電機を構成する磁石65及び円盤63も、電解装置を構成するセル容器66、第1及び第2筒状電極71,72も、1つのハウジング62に収納されている。そのため、小型化に適している。また、第1及び第2筒状電極71,72は、いずれも、一端がセル容器66に非接触な状態でセル容器66内のイオン含有水Wに浸漬され、他端が円盤63に固定されている。そのため、円盤63及び磁石65が回転軸64と共に回転したとしても、摩耗劣化するような摺動接点がないことから装置の寿命が長くなる。   According to the electrochemical device 60 described above, the magnet 65 and the disk 63 constituting the monopolar generator as well as the cell container 66 and the first and second cylindrical electrodes 71 and 72 constituting the electrolysis device are in one housing. 62. Therefore, it is suitable for downsizing. The first and second cylindrical electrodes 71 and 72 are both immersed in the ion-containing water W in the cell container 66 in a state where one end is not in contact with the cell container 66, and the other end is fixed to the disk 63. ing. For this reason, even if the disk 63 and the magnet 65 rotate together with the rotating shaft 64, the life of the apparatus is extended because there is no sliding contact that deteriorates wear.

また、磁石65としてドーナッツ形状磁石を採用したため、円盤63を貫く磁界を発生させやすい。   In addition, since a donut-shaped magnet is adopted as the magnet 65, a magnetic field penetrating the disk 63 is easily generated.

更に、回転軸64は、風車のプロペラ軸40と連結されているため、再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。   Furthermore, since the rotating shaft 64 is connected to the propeller shaft 40 of the windmill, it is possible to convert renewable energy into hydrogen gas or oxygen gas.

[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
[Other Embodiments]
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes as long as they belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上述した第1実施形態において、回転軸14が回転したとしても磁石18は回転しないようにしたが、磁石18を回転軸14と共に回転するようにしてもよい。その場合、磁石18とセル容器16内のイオン交換水Wとは一緒に回転することになるが、単極発電機の原理に基づき発電する。   For example, in the first embodiment described above, the magnet 18 is prevented from rotating even if the rotating shaft 14 rotates, but the magnet 18 may be rotated together with the rotating shaft 14. In that case, the magnet 18 and the ion-exchanged water W in the cell container 16 rotate together, but generate electricity based on the principle of a monopolar generator.

上述した第2実施形態において、磁石65は円盤63と一緒に回転するようにしたが、磁石65をハウジング62に固定して回転軸14が回転したとしても回転しないようにしてもよい。その場合でも、単極発電機の原理に基づき発電する。   In the second embodiment described above, the magnet 65 is rotated together with the disk 63. However, even if the magnet 65 is fixed to the housing 62 and the rotary shaft 14 is rotated, the magnet 65 may not be rotated. Even in that case, power is generated based on the principle of a unipolar generator.

上述した第1及び第2実施形態において、回転軸14,64に風車のプロペラ軸40を連結する代わりに水車のプロペラ軸を連結してもよい。こうしても、再生可能エネルギーを水素ガスや酸素ガスに変換することができる。   In the first and second embodiments described above, the propeller shaft of the turbine may be connected to the rotating shafts 14 and 64 instead of connecting the propeller shaft 40 of the windmill. Even in this way, renewable energy can be converted into hydrogen gas or oxygen gas.

10,60 電気化学装置、12,62 ハウジング、14,64 回転軸、16,66 セル容器、18,65 磁石、18a 中央孔、21,71 第1筒状電極、21a,71a 下端、21b,71b 上端、22,72 第2筒状電極、22a,72a 下端、22b,72b 上端、24 銅線、26,76 筒状仕切り部材、26a,76a 下端、26b,76b 上端、28,78 筒状隔膜、28a,78a 下端、28b,89b 上端、31,81,83 内周側空間、32,82,84 外周側空間、33,85 内周側ガス通路、33a,85a〜85c 穴、34,86 外周側ガス通路、34a,86a,86b 穴、40 風車のプロペラ軸、63 円盤、77 上部仕切り部材、77b 下端、77b 上端。 10, 60 Electrochemical device, 12, 62 Housing, 14, 64 Rotating shaft, 16, 66 Cell container, 18, 65 Magnet, 18a Central hole, 21, 71 First cylindrical electrode, 21a, 71a Lower end, 21b, 71b Upper end, 22, 72 second cylindrical electrode, 22a, 72a lower end, 22b, 72b upper end, 24 copper wire, 26, 76 cylindrical partition member, 26a, 76a lower end, 26b, 76b upper end, 28, 78 cylindrical diaphragm, 28a, 78a Lower end, 28b, 89b Upper end, 31, 81, 83 Inner side space, 32, 82, 84 Outer side space, 33, 85 Inner side gas passage, 33a, 85a to 85c holes, 34, 86 Outer side Gas passage, 34a, 86a, 86b hole, 40 wind turbine propeller shaft, 63 disc, 77 upper partition member, 77b lower end, 77b upper end.

Claims (6)

回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化され、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
前記セル容器の底面を貫く磁界を発生させる磁石と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第1筒状電極と、
前記第1筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記ハウジングに固定された第2筒状電極と、
前記ハウジングに固定され、前記第1筒状電極と前記第2筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第1筒状電極の側と前記第2筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記セル容器から離間した位置で前記第1筒状電極と前記第2筒状電極とを電気的に接続する接続部材と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えた電気化学装置。
A housing that rotatably supports the rotation shaft;
A cell container integrated with the rotary shaft inside the housing and capable of storing ion-containing water;
A magnet for generating a magnetic field penetrating the bottom surface of the cell container;
A first cylindrical electrode having one end immersed in ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container and the other end fixed to the housing;
A second cylindrical shape having a larger diameter than the first cylindrical electrode, one end immersed in the ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container, and the other end fixed to the housing Electrodes,
A cylindrical partition member fixed to the housing and dividing a space between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode into an inner space and an outer space;
A cylindrical diaphragm provided by separating the ion-containing water in the cell container into the first cylindrical electrode side and the second cylindrical electrode side and facing the cylindrical partitioning member with a small gap therebetween. When,
A connecting member for electrically connecting the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode at a position spaced from the cell container;
An inner peripheral gas passage for taking out gas in the inner peripheral space out of the housing;
An outer peripheral side gas passage for taking out gas in the outer peripheral side space out of the housing;
Electrochemical device with
前記磁石は、前記セル容器の底面側に配置されたドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されている、
請求項1に記載の電気化学装置。
The magnet is a donut-shaped magnet disposed on the bottom side of the cell container, and the rotation shaft is inserted through a central hole.
The electrochemical device according to claim 1.
前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されている、
請求項1又は2に記載の電気化学装置。
The rotating shaft is connected to a propeller shaft of a windmill or a water turbine,
The electrochemical device according to claim 1 or 2.
回転軸を回転可能に支持するハウジングと、
前記ハウジングの内部にて前記回転軸と一体化された非磁性導体製の円盤と、
前記非磁性導体円盤を貫く磁界を発生させる磁石と、
前記磁石から離間した位置に設けられ、イオン含有水を貯蔵可能なセル容器と、
一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第1筒状電極と、
前記第1筒状電極よりも大きな径を有し、一端が前記セル容器に非接触な状態で前記セル容器内のイオン含有水に浸漬され、他端が前記円盤に固定された第2筒状電極と、
前記円盤に固定され、前記第1筒状電極と前記第2筒状電極との間の空間を内周側空間と外周側空間に分割する筒状仕切り部材と、
前記セル容器内のイオン含有水を前記第1筒状電極の側と前記第2筒状電極の側とに分け、前記筒状仕切り部材と微小間隔を空けて対向して設けられた筒状隔膜と、
前記内周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す内周側ガス通路と、
前記外周側空間のガスを前記ハウジングの外へ取り出す外周側ガス通路と、
を備えた電気化学装置。
A housing that rotatably supports the rotation shaft;
A disk made of a non-magnetic conductor integrated with the rotating shaft inside the housing;
A magnet for generating a magnetic field penetrating the non-magnetic conductor disk;
A cell container provided at a position spaced from the magnet and capable of storing ion-containing water;
A first cylindrical electrode having one end immersed in the ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container, and the other end fixed to the disk;
A second cylindrical shape having a larger diameter than the first cylindrical electrode, one end immersed in the ion-containing water in the cell container in a non-contact state with the cell container, and the other end fixed to the disk Electrodes,
A cylindrical partition member fixed to the disk and dividing a space between the first cylindrical electrode and the second cylindrical electrode into an inner circumferential space and an outer circumferential space;
A cylindrical diaphragm provided by separating the ion-containing water in the cell container into the first cylindrical electrode side and the second cylindrical electrode side and facing the cylindrical partitioning member with a small gap therebetween. When,
An inner peripheral gas passage for taking out gas in the inner peripheral space out of the housing;
An outer peripheral side gas passage for taking out gas in the outer peripheral side space out of the housing;
Electrochemical device with
前記磁石は、前記円盤に対向するドーナッツ形状磁石であり、中央孔に前記回転軸が挿通されている、
請求項4に記載の電気化学装置。
The magnet is a donut-shaped magnet facing the disk, and the rotation shaft is inserted through a central hole.
The electrochemical device according to claim 4.
前記回転軸は、風車又は水車のプロペラ軸と連結されている、
請求項4又は5に記載の電気化学装置。
The rotating shaft is connected to a propeller shaft of a windmill or a water turbine,
The electrochemical device according to claim 4 or 5.
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