JP2020006173A - イオン交換膜電解装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2018年7月10日付で出願された、中国特許出願公開第108950588A号明細書に基づくと共に、該特許出願から優先権を主張する。該特許出願の開示は、全体として、参照により本明細書に援用される。
操作パネルは、イオン交換膜電解装置によって流出される水素を含むガスの流速を、400mL/分〜600mL/分の範囲に調整するように構成され、流出される水素を含むガスの濃度は、99%超であり、イオン交換膜電解装置の体積は、13リットル未満であり、イオン交換膜電解装置の最大使用電力は、400W未満である。
Claims (20)
- 水を電解して、水素を含むガス及び酸素を含むガスを発生させるように構成されたイオン交換膜電解セル、及び、一体型流路装置を含み、
前記一体型流路装置は、
水を収容するように構成された水槽構造体、
前記イオン交換膜電解セルを前記一体型流路装置に着脱可能に固着するように構成された第1取付構造体、
前記水槽構造体及び前記第1取付構造体に結合されて、前記水を、前記水槽構造体から前記イオン交換膜電解セルに流入する水流路システム、及び、
前記第1取付構造体に結合されて、前記イオン交換膜電解セルによって発生された水素を含むガスを受け入れるガス流路システムを含む、イオン交換膜電解装置であって、
前記第1取付構造体は、水素流入口、酸素流入口及び水流出口を有し、前記水槽構造体は、前記水流路システムを通して、前記水流出口に結合され、それにより、前記水槽構造体の水は、前記イオン交換膜電解セルに流入でき、前記ガス流路システムは、前記水素流入口を通して、前記イオン交換膜電解セルによって発生された水素を含むガスを受け入れ、前記酸素流入口は、前記水流路システム及び前記水槽構造体に結合される、イオン交換膜電解装置。 - 前記一体型流路装置は、ガス水分離器を収容するための第2収容構造体を更に含み、前記ガス水分離器は、前記ガス流路システムを通して、前記第1取付構造体に結合され、前記ガス水分離器は、前記イオン交換膜電解セルによって発生された水素を含むガスを受け入れ、前記水素を含むガスの液水を保持し、その後、前記ガス流路システムを通して、前記水素を含むガスを流出する、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記一体型流路装置は、浮き及びばね弁を収容するための第2収容構造体を更に含み、前記第2収容構造体は、前記イオン交換膜電解セルによって発生された前記水素を含むガスを受け入れ、前記水素を含むガスの液水を保持し、前記第2収容構造体に収容された前記液水が、水位に達すると、前記浮きは、前記水素を含むガスが前記ガス流路システムに移動するのを遮断し、前記第2収容構造体内の水素を含むガスのガス圧力が、圧力閾値と等しくなると、前記ばね弁は、開弁されて、前記第2収容構造体と前記ガス流路システムを接続し、その結果、前記水素を含むガスは、前記ガス流路システムを通して流出される、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記イオン交換膜電解セルは、第1面を有し、前記水素流入口に結合される水素流出管、前記酸素流入口に結合される酸素流出管、及び前記水流出口に結合される水流入管を含み、前記酸素流出管及び前記水素流出管は、其々、前記酸素を含むガス及び前記水素を含むガスを、前記イオン交換膜電解セルの前記第1面から、前記酸素流入口及び前記水素流入口に流出し、前記水流入管は、前記水を、前記第1面で、前記水流出口を通して、前記水槽構造体から受け入れる、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記一体型流路装置は、前記水槽構造体及び前記第1取付構造体に結合される予熱シンク構造体を、更に含み、前記水槽構造体の前記水は、前記予熱シンク構造体及び前記第1取付構造体の前記水流出口を通して、前記イオン交換膜電解セルに流入でき、前記予熱シンク構造体は、前記酸素流入口に更に結合されて、前記酸素を含むガスを受け入れる、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記一体型流路装置は、前記水流路システムの前記酸素流入口上方に配設され、前記水槽構造体に結合される酸素放出管を更に含み、前記酸素を含むガスは、前記水槽構造体を通り、前記酸素放出管を通して大気に放出される、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記一体型流路装置は、第3収容構造体を更に含み、前記イオン交換膜電解装置は、前記第3収容構造体内に着脱可能に固着されるフィルタを更に含み、該フィルタは、前記ガス流路システムを通して前記水素を含むガスを受け入れ、該水素を含むガスを濾過する、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記フィルタの下端部には、フィルタ流入口を有して、前記水素を含むガスを受け入れ、前記フィルタの上端部には、フィルタ流出口を有して、前記濾過された水素を含むガスを流出させ、前記フィルタは、フィルタコアを含み、前記フィルタ流入口は、前記フィルタコアを介して前記フィルタ流出口に結合され、前記フィルタ及び前記第3収容構造体は、前記フィルタ流入口が、前記第3収容構造体を介して、前記フィルタ流出口に結合されるのを、遮断する、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 上部カバー及び噴霧器を更に含み、前記上部カバーは、前記一体型流路装置の前記水槽構造体に配設され、前記上部カバーは、第4取付構造体を更に含み、前記噴霧器は、前記第4取付構造体に着脱可能に固着され、前記水槽構造体に延入され、前記噴霧器は、噴霧用ガスを選択的に発生させるように構成され、前記水素を含むガスを受け入れた後に、前記噴霧器は、前記水素を含むガスを前記噴霧用ガスと混合し、その結果、前記混合されたガスを流出する、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記噴霧器は、被噴霧液体を収容し、前記噴霧器は、綿カラム及微多孔質振動板を含み、前記綿カラムの片端部は、前記被噴霧液体を吸収するために、前記被噴霧液体に浸され、前記微多孔質振動板は、前記綿カラムの他端部を囲んで、前記綿カラムによって吸収された前記被噴霧液体を噴霧して、前記噴霧用ガスを発生させる、請求項9に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記一体型流路装置は、該一体型流路装置内に位置する第5収容構造体を更に含み、該第5収容構造体は、前記ガス流路システムに結合され、前記イオン交換膜電解装置は、前記第5収容構造体に着脱可能に固着されるガス補充ファンを更に含み、前記ガス補充ファンは、前記水素を含むガスと混合される外気を導入するように構成される、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記水槽構造体の相対的な位置は、前記イオン交換膜電解セルの位置よりも高い、請求項1に記載のイオン交換膜電解装置。
- 水を電解して、水素を含むガス及び酸素を含むガスを発生させるように構成されたイオン交換膜電解セル、及び、一体型流路装置を含み、
前記一体型流路装置は、
水を収容するように構成された水槽構造体、
前記イオン交換膜電解セルを前記一体型流路装置に着脱可能に固着し、水素流入口、酸素流入口及び水流出口を含むように構成された第1取付構造体、
前記水槽構造体及び前記第1取付構造体に結合されて、前記水を、前記水槽構造体から前記イオン交換膜電解セルに流入する水流路システム、
前記第1取付構造体に結合されて、前記イオン交換膜電解セルによって発生された水素を含むガスを受け入れるガス流路システム、
第5収容構造体、及び、
前記水槽構造体及び前記第1取付構造体に結合される予熱シンク構造体であって、前記水槽構造体の前記水は、前記予熱シンク構造体及び前記第1取付構造体の前記水流出口を通して、前記イオン交換膜電解セルに流入される、予熱シンク構造体を含む、イオン交換膜電解装置であって、
前記水槽構造体は、前記水流路システム及び前記予熱シンク構造体を通して、前記水流出口に結合され、前記ガス流路システムは、前記水素流入口を通して、前記イオン交換膜電解セルによって発生された水素を含むガスを受け入れ、
前記イオン交換膜電解装置は、前記第5収容構造体に着脱可能に固着されるガス補充ファンを更に含み、該ガス補充ファンは、前記水素を含むガスと混合されて第1混合ガスを発生する外気を導入するように構成され、
前記イオン交換膜電解装置は、前記水槽構造体に延入する噴霧器を更に含み、該噴霧器は、噴霧用ガスを選択的に発生させ、前記第1混合ガスを受け入れた後に、前記第1混合ガスを前記噴霧用ガスと混合して、前記水素を含む噴霧用ガスを流出するように構成される、イオン交換膜電解装置。 - 前記イオン交換膜電解セルは、第1面を有し、前記水素流入口に結合される水素流出管、前記酸素流入口に結合される酸素流出管、及び前記水流出口に結合される水流入管を含み、前記水素流出管、前記酸素流出管、及び前記水流入管は、前記第1面に配設される、請求項13に記載のイオン交換膜電解装置。
- 操作パネルを更に含むイオン交換膜電解装置であって、前記操作パネルは、前記イオン交換膜電解装置によって流出される前記水素を含む噴霧用ガスの流速を、2L/分〜6L/分の範囲に調整するように構成される、請求項13に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記水素を含む噴霧用ガスの濃度は、4%未満であり、前記イオン交換膜電解装置の体積は、15リットル未満であり、前記イオン交換膜電解装置の最大使用電力は、240W未満である、請求項13に記載のイオン交換膜電解装置。
- 水を電解して、水素を含むガス及び酸素を含むガスを発生させるように構成されたイオン交換膜電解セル、及び、一体型流路装置を含み、
前記一体型流路装置は、
水を収容するように構成された水槽構造体、
前記イオン交換膜電解セルを前記一体型流路装置に着脱可能に固着するように構成された第1取付構造体、
前記水槽構造体及び前記第1取付構造体に結合されて、前記水を、前記水槽構造体から前記イオン交換膜電解セルに流入する水流路システム、及び
前記第1取付構造体に結合されて、前記イオン交換膜電解セルによって発生された水素を含むガスを受け入れるガス流路システムを含む、イオン交換膜電解装置であって、
前記第1取付構造体は、水素流入口、酸素流入口及び水流出口を有し、前記水槽構造体は、前記水流路システムを通して、前記水流出口に結合され、前記ガス流路システムは、前記水素流入口を通して、前記イオン交換膜電解セルによって発生された前記水素を含むガスを受け入れ、
前記イオン交換膜電解装置は、上部カバー及び噴霧器を更に含み、前記上部カバーは、前記水槽構造体に配設され、第4取付構造体を更に含み、前記噴霧器は、前記第4取付構造体に着脱可能に固着され、前記水槽構造体に延入され、前記噴霧器は、噴霧用ガスを選択的に発生させ、前記水素を含むガスを受け入れた後に、前記水素を含むガスを前記噴霧用ガスと混合して、その結果、水素を含む噴霧用ガスを流出するように構成される、イオン交換膜電解装置。 - 操作パネルを更に含むイオン交換膜電解装置であって、前記操作パネルは、前記イオン交換膜電解装置によって流出される前記水素を含む噴霧用ガスの流速を、400mL/分〜600mL/分の範囲に調整するように構成される、請求項17に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記水素を含む流出される噴霧用ガスの濃度は、99%超であり、前記イオン交換膜電解装置の体積は、13リットル未満であり、前記イオン交換膜電解装置の最大使用電力は、400W未満である、請求項17に記載のイオン交換膜電解装置。
- 前記酸素流入口は、前記水流路システムに結合され、前記水槽構造体と結合され、前記一体型流路装置は、前記水流路システムの前記酸素流入口上方に配設され、前記水槽構造体に結合される酸素放出管を更に含み、前記酸素を含むガスは、前記水槽構造体を通り、前記酸素放出管を通して大気に放出される、請求項17に記載のイオン交換膜電解装置。
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