JP2999131B2 - 水電解装置の気液分離装置 - Google Patents
水電解装置の気液分離装置Info
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- JP2999131B2 JP2999131B2 JP6293095A JP29309594A JP2999131B2 JP 2999131 B2 JP2999131 B2 JP 2999131B2 JP 6293095 A JP6293095 A JP 6293095A JP 29309594 A JP29309594 A JP 29309594A JP 2999131 B2 JP2999131 B2 JP 2999131B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度酸素・水素発生
装置の水電解装置に接続して用いる気液分離装置に関
し、詳細には、半導体工業を含む電子工業等の技術分野
において必要な高純度の酸素と水素とを製造する際に生
じる気体・液体混合物の液面制御を行うための、光セン
サを用いた気液分離装置に関するものである。
装置の水電解装置に接続して用いる気液分離装置に関
し、詳細には、半導体工業を含む電子工業等の技術分野
において必要な高純度の酸素と水素とを製造する際に生
じる気体・液体混合物の液面制御を行うための、光セン
サを用いた気液分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高純度の酸素や水素は、あらゆる工業分
野において使用されている。
野において使用されている。
【０００３】例えば、電子工業等の技術分野では、半導
体の製造工程において、高純度酸素が酸化膜の生成処理
の際の雰囲気ガスとして使用されており、又、熱処理や
気相成長の際の雰囲気ガスとしては高純度の水素が使用
されている。かかる酸素や水素の純度は製品の良否を時
として左右するため、電子工業、特にIC製造では高純度
の酸素及び水素が必要とされている。
体の製造工程において、高純度酸素が酸化膜の生成処理
の際の雰囲気ガスとして使用されており、又、熱処理や
気相成長の際の雰囲気ガスとしては高純度の水素が使用
されている。かかる酸素や水素の純度は製品の良否を時
として左右するため、電子工業、特にIC製造では高純度
の酸素及び水素が必要とされている。
【０００４】この酸素・水素発生装置としては、特開平
5-287570号などにおいて提案されており、例えば、図３
に示したように、水素酸素発生装置２は、固体電解質膜
を隔膜とする水電解装置110 と、気液分離装置120,130
、および除湿器140,150 から構成されるものである。
ここで、上記水電解装置110 は、図４に示したように、
固体電解質膜110 として、ポーラスな固体高分子電解質
128 、例えば、カチオン交換膜（フッ素樹脂系スルフォ
ン酸カチオン交換膜、例えば、デュポン社製「ナフィオ
ン117 」）の両面に白金族金属等からなる多孔質の陽極
122 及び陰極123を化学的に無電解メッキで接合した構
造の固体高分子電解質膜121 を隔膜として用い、陽極室
124 と陰極室125 とに分離した構造の水電解セルを用い
て、陽極室124 に純水を供給しながら電気分解して、陽
極室から酸素ガスを、陰極室125 から水素ガスをそれぞ
れ発生するように構成したもので、これを用いることに
より、純水になんら電解質物質等を加えることなく、電
気分解を行うことが出来るものである。
5-287570号などにおいて提案されており、例えば、図３
に示したように、水素酸素発生装置２は、固体電解質膜
を隔膜とする水電解装置110 と、気液分離装置120,130
、および除湿器140,150 から構成されるものである。
ここで、上記水電解装置110 は、図４に示したように、
固体電解質膜110 として、ポーラスな固体高分子電解質
128 、例えば、カチオン交換膜（フッ素樹脂系スルフォ
ン酸カチオン交換膜、例えば、デュポン社製「ナフィオ
ン117 」）の両面に白金族金属等からなる多孔質の陽極
122 及び陰極123を化学的に無電解メッキで接合した構
造の固体高分子電解質膜121 を隔膜として用い、陽極室
124 と陰極室125 とに分離した構造の水電解セルを用い
て、陽極室124 に純水を供給しながら電気分解して、陽
極室から酸素ガスを、陰極室125 から水素ガスをそれぞ
れ発生するように構成したもので、これを用いることに
より、純水になんら電解質物質等を加えることなく、電
気分解を行うことが出来るものである。
【０００５】発生した水素及び酸素は、供給されている
純水と共に、気体および液体の混合物の状態で、それぞ
れ別の気液分離装置120,130 へ輸送され、気液分離装置
120,130 内では、気体成分と液体成分とに気液分離さ
れ、液体成分である純水は排水され、気体成分である水
素および酸素は湿気を除去するため、モレキュラーシー
ブなどからなる除湿器140,150 で除湿され、精製ガスと
して供給されるようになっている。
純水と共に、気体および液体の混合物の状態で、それぞ
れ別の気液分離装置120,130 へ輸送され、気液分離装置
120,130 内では、気体成分と液体成分とに気液分離さ
れ、液体成分である純水は排水され、気体成分である水
素および酸素は湿気を除去するため、モレキュラーシー
ブなどからなる除湿器140,150 で除湿され、精製ガスと
して供給されるようになっている。
【０００６】ところで、より高純度の水素および酸素を
精製するためには、気液分離装置内120,130 での確実な
液面の検知、および制御が必須条件であり、従来より気
体・液体混合物を検知、および制御する方法として、光
センサが、多種多様の種類を有し、且つ安価である上、
優れた特性を有するために、光センサ式の液面制御方法
が用いられている。これは、気液分離装置であるタンク
に透明部材からなるバイパスを連通させ、前記バイパス
外部に配設した光センサによって、気体・液体混合物の
液面を、前記光センサから発せられた光が障害物を検知
することにより、液面を測定するものである。
精製するためには、気液分離装置内120,130 での確実な
液面の検知、および制御が必須条件であり、従来より気
体・液体混合物を検知、および制御する方法として、光
センサが、多種多様の種類を有し、且つ安価である上、
優れた特性を有するために、光センサ式の液面制御方法
が用いられている。これは、気液分離装置であるタンク
に透明部材からなるバイパスを連通させ、前記バイパス
外部に配設した光センサによって、気体・液体混合物の
液面を、前記光センサから発せられた光が障害物を検知
することにより、液面を測定するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如く光センサを用いる液面制御の方法は、分離タンクに
連通されたバイパスの外部に光センサを配設するもので
あり、前記光センサは、バイパス外部に、液面の上限検
知用と、液面の下限検知用の２個の光センサを使用する
のであるが、制御対象物である気体・液体混合物は、水
電解で生成された気泡を含むため、該気泡が、光センサ
に液面と誤って検知されるというトラブルが発生しやす
いため、正確な検知ができないのが現状である。
如く光センサを用いる液面制御の方法は、分離タンクに
連通されたバイパスの外部に光センサを配設するもので
あり、前記光センサは、バイパス外部に、液面の上限検
知用と、液面の下限検知用の２個の光センサを使用する
のであるが、制御対象物である気体・液体混合物は、水
電解で生成された気泡を含むため、該気泡が、光センサ
に液面と誤って検知されるというトラブルが発生しやす
いため、正確な検知ができないのが現状である。
【０００８】従って、安価で且つ高性能な光センサを用
いた、正確、且つ確実な酸素・水素発生装置の水電解装
置に接続される気液分離装置の液面制御が望まれてい
た。
いた、正確、且つ確実な酸素・水素発生装置の水電解装
置に接続される気液分離装置の液面制御が望まれてい
た。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術における課題及び目的を達成するために発明なさ
れたものであって、、簡単な装置構成で、且つ、複雑な
メンテナンスも不要で、気体・液体混合物の液面制御を
確実に行える気液分離装置であり、下記の（１）〜
（３）をその構成要旨とするものである。
来技術における課題及び目的を達成するために発明なさ
れたものであって、、簡単な装置構成で、且つ、複雑な
メンテナンスも不要で、気体・液体混合物の液面制御を
確実に行える気液分離装置であり、下記の（１）〜
（３）をその構成要旨とするものである。
【００１０】（１）固体電解質膜を隔膜として用いて、
電解セルを陽極室と陰極室とに分離し、陽極室に純水を
供給しながら純水を電気分解して、陽極室から酸素ガス
を、陰極室から水素ガスをそれぞれ発生するように構成
した水電解装置に用いて、水電解装置で発生したガスと
純水とを気液分離するための気液分離装置であって、前
記気液分離装置が、第１分離タンクと第２分離タンクと
から構成され、前記第１分離タンクが、水電解装置の陽
極室若しくは陰極室と連通接続した液体混合物用の導入
管を備え、前記第１分離タンクと第２分離タンクとの間
には、気体用連通管と液体用連通管とが相互に接続さ
れ、前記第２分離タンク内において気液分離された液体
成分と気体成分の分離液面を検知するために、第２分離
タンクの外側に該第２分離タンクと連通し上下方向に沿
ったバイパス経路を配設するとともに、該バイパス経路
内の液面を検知するための光センサを付設したことを特
徴とする水電解装置の気液分離装置。
電解セルを陽極室と陰極室とに分離し、陽極室に純水を
供給しながら純水を電気分解して、陽極室から酸素ガス
を、陰極室から水素ガスをそれぞれ発生するように構成
した水電解装置に用いて、水電解装置で発生したガスと
純水とを気液分離するための気液分離装置であって、前
記気液分離装置が、第１分離タンクと第２分離タンクと
から構成され、前記第１分離タンクが、水電解装置の陽
極室若しくは陰極室と連通接続した液体混合物用の導入
管を備え、前記第１分離タンクと第２分離タンクとの間
には、気体用連通管と液体用連通管とが相互に接続さ
れ、前記第２分離タンク内において気液分離された液体
成分と気体成分の分離液面を検知するために、第２分離
タンクの外側に該第２分離タンクと連通し上下方向に沿
ったバイパス経路を配設するとともに、該バイパス経路
内の液面を検知するための光センサを付設したことを特
徴とする水電解装置の気液分離装置。
【００１１】（２）前記光センサを、バイパス経路の上
下に２個配設することを特徴とする前述の（１）に記載
の水電解装置の気液分離装置。
下に２個配設することを特徴とする前述の（１）に記載
の水電解装置の気液分離装置。
【００１２】（３）前記光センサの液面の検知情報を制
御装置に導くことによって、分離タンクの液面の制御を
行うように構成したことを特徴とする前述の（２）に記
載の水電解装置の気液分離装置。
御装置に導くことによって、分離タンクの液面の制御を
行うように構成したことを特徴とする前述の（２）に記
載の水電解装置の気液分離装置。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいてより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１４】図１は、本発明の気液分離装置20,30 を用
いた、酸素・水素発生装置の実施例の全体構成を示して
いる。
いた、酸素・水素発生装置の実施例の全体構成を示して
いる。
【００１５】酸素・水素発生装置１は、純水供給系（図
示せず）から供給された純水を固体電解質膜によって電
気分解して、陽極室から酸素ガスを、陰極室から水素ガ
スをそれぞれ発生するための水電解装置10を備える。な
お、この場合、水電解装置１０の構造としては、図３
及び図4 に示したような従来の水電解装置110 の構造と
同様な構造のものを用いればよいが、これに限定される
ものではない。
示せず）から供給された純水を固体電解質膜によって電
気分解して、陽極室から酸素ガスを、陰極室から水素ガ
スをそれぞれ発生するための水電解装置10を備える。な
お、この場合、水電解装置１０の構造としては、図３
及び図4 に示したような従来の水電解装置110 の構造と
同様な構造のものを用いればよいが、これに限定される
ものではない。
【００１６】前記水電解装置10の陽極側には、水電解装
置10の陽極室で発生した酸素を気液分離するための酸素
ガス用の気液分離装置20が接続される一方、陰極側に
は、水電解装置10の陰極側で発生した水素を気液分離す
るための水素ガス用の気液分離装置30が接続されてい
る。
置10の陽極室で発生した酸素を気液分離するための酸素
ガス用の気液分離装置20が接続される一方、陰極側に
は、水電解装置10の陰極側で発生した水素を気液分離す
るための水素ガス用の気液分離装置30が接続されてい
る。
【００１７】これらの気液分離装置20,30 は、第１分離
タンク21,31 とそれに連通する第２分離タンク22,32 と
から構成される。これら２段に連通する分離タンクによ
って気液分離された気体を除湿するため、酸素および水
素側それぞれの気液分離装置20,30 に、例えば、モレキ
ュラシーブなどから構成される除湿装置40,50 が接続さ
れている。除湿装置40,50 により除湿された酸素ガス及
び水素ガスは、各々の利用施設（図示せず）に適宜供給
されるようになっている。
タンク21,31 とそれに連通する第２分離タンク22,32 と
から構成される。これら２段に連通する分離タンクによ
って気液分離された気体を除湿するため、酸素および水
素側それぞれの気液分離装置20,30 に、例えば、モレキ
ュラシーブなどから構成される除湿装置40,50 が接続さ
れている。除湿装置40,50 により除湿された酸素ガス及
び水素ガスは、各々の利用施設（図示せず）に適宜供給
されるようになっている。
【００１８】これらの気液分離装置20,30 の詳細な構造
について、図２の概略図によって説明する。
について、図２の概略図によって説明する。
【００１９】気液分離装置20は、第１気液分離タンク21
と第２気液分離タンク22から構成され、上述の気体・液
体混合物の液面制御手段を、酸素側及び水素側にそれぞ
れ備えているものである（以下、説明のために酸素側の
気液分離装置20についてのみ説明するが、水素側の気液
分離装置30についても同様であり、図１に参照番号を付
記しておく）。
と第２気液分離タンク22から構成され、上述の気体・液
体混合物の液面制御手段を、酸素側及び水素側にそれぞ
れ備えているものである（以下、説明のために酸素側の
気液分離装置20についてのみ説明するが、水素側の気液
分離装置30についても同様であり、図１に参照番号を付
記しておく）。
【００２０】第１分離タンク21の上部には、気体・液体
導入管81が設けられ、水電解装置10の陽極室と連通され
ており、水電解装置10の陽極側から発生した酸素と、水
電解装置10の陽極室へ供給された純水とが、混合された
状態、即ち、気体・液体混合物として上記導入管81を経
て、気液分離装置20の第１気液分離タンク21へ輸送され
るようになっている。
導入管81が設けられ、水電解装置10の陽極室と連通され
ており、水電解装置10の陽極側から発生した酸素と、水
電解装置10の陽極室へ供給された純水とが、混合された
状態、即ち、気体・液体混合物として上記導入管81を経
て、気液分離装置20の第１気液分離タンク21へ輸送され
るようになっている。
【００２１】さらに、第１分離タンク21と第２分離タン
ク22との間には、第１分離タンク21の上部から第２分離
タンク22の上部に至る酸素用の気体連通管82が接続され
ており、それにより、第１分離タンク21内で気液分離さ
れた酸素ガスが、第２分離タンク22へ流入するように構
成されている。また、第１分離タンク21と第２分離タン
ク22との間には、第１分離タンク21の下部から第２分離
タンク22の下部に至る純水用の液体連通管83が接続され
備えられ、第１分離タンク21内で気液分離された純水
が、第２分離タンク22へ流入するように構成されてい
る。
ク22との間には、第１分離タンク21の上部から第２分離
タンク22の上部に至る酸素用の気体連通管82が接続され
ており、それにより、第１分離タンク21内で気液分離さ
れた酸素ガスが、第２分離タンク22へ流入するように構
成されている。また、第１分離タンク21と第２分離タン
ク22との間には、第１分離タンク21の下部から第２分離
タンク22の下部に至る純水用の液体連通管83が接続され
備えられ、第１分離タンク21内で気液分離された純水
が、第２分離タンク22へ流入するように構成されてい
る。
【００２２】第２分離タンク22には、第１分離タンク21
によって分離された液体成分の液面を制御するために、
タンクの上下方向に壁面に沿って、コの字状のバイパス
経路80が設けられている。そして、バイパス経路80の外
側に、液面制御のための光センサ60（61、 62）が、分離
タンクの予め設定された液面の上限と下限位置に対応す
る位置に、１個ずつ配設されている。
によって分離された液体成分の液面を制御するために、
タンクの上下方向に壁面に沿って、コの字状のバイパス
経路80が設けられている。そして、バイパス経路80の外
側に、液面制御のための光センサ60（61、 62）が、分離
タンクの予め設定された液面の上限と下限位置に対応す
る位置に、１個ずつ配設されている。
【００２３】これにより、分離タンクの液面の上下限を
検知し、液面制御装置100 と連動して液面制御が可能と
なるのである。
検知し、液面制御装置100 と連動して液面制御が可能と
なるのである。
【００２４】この場合、前記気体・液体導入管81と気体
連通管82およびバイパス経路80については、以下のよう
に配設することが好ましい。
連通管82およびバイパス経路80については、以下のよう
に配設することが好ましい。
【００２５】即ち、図５に示すように、気体・液体導入
管81に対して、気体連通管82は角度的に変位した位置
に、好ましくは９０度の角度をつけた位置に配設するこ
とが好ましく、また、気体連通管82に対してバイパス経
路80も、角度的に変位した位置に、好ましくは９０度の
角度をつけた位置に配設することが好ましい。
管81に対して、気体連通管82は角度的に変位した位置
に、好ましくは９０度の角度をつけた位置に配設するこ
とが好ましく、また、気体連通管82に対してバイパス経
路80も、角度的に変位した位置に、好ましくは９０度の
角度をつけた位置に配設することが好ましい。
【００２６】何故ならば、前記気体・液体導入管81と気
体連通管82およびバイパス経路80を、それぞれ一直線状
に配設した場合、水電解装置10から気体・液体導入管81
を介して第１分離タンク21に導入される気体・液体混合
物が、直接、気体連通管82を通過して第２分離タンク22
へ侵入する恐れがあり、第２分離タンク22内に気泡が生
じ、光センサの誤動作の原因となるためである。
体連通管82およびバイパス経路80を、それぞれ一直線状
に配設した場合、水電解装置10から気体・液体導入管81
を介して第１分離タンク21に導入される気体・液体混合
物が、直接、気体連通管82を通過して第２分離タンク22
へ侵入する恐れがあり、第２分離タンク22内に気泡が生
じ、光センサの誤動作の原因となるためである。
【００２７】また、このように一直線状に配設した場合
には、気体連通管82を介して第２分離タンク22内に侵入
した気体・液体混合物が、直接、バイパス経路80の上部
の開口部から、侵入する恐れがあり、バイパス経路80内
に直接気泡が発生するため、やはり光センサの誤動作の
原因となるものである。
には、気体連通管82を介して第２分離タンク22内に侵入
した気体・液体混合物が、直接、バイパス経路80の上部
の開口部から、侵入する恐れがあり、バイパス経路80内
に直接気泡が発生するため、やはり光センサの誤動作の
原因となるものである。
【００２８】さらに、このように気体・液体導入管81、
気体連通管82、およびバイパス経路80をそれぞれ角度的
に変位した位置に配設する代わりに、光センサの誤動作
を防ぐ手段として、気体・液体導入管81に対して、気体
連通管82を、また、気体連通管82に対して、バイパス経
路80を、それぞれ高さ的に位置を違えてに配設すること
も可能であり、更には、前述した角度的、及び高さ的に
変位した配置状態にすることも可能である。
気体連通管82、およびバイパス経路80をそれぞれ角度的
に変位した位置に配設する代わりに、光センサの誤動作
を防ぐ手段として、気体・液体導入管81に対して、気体
連通管82を、また、気体連通管82に対して、バイパス経
路80を、それぞれ高さ的に位置を違えてに配設すること
も可能であり、更には、前述した角度的、及び高さ的に
変位した配置状態にすることも可能である。
【００２９】また、図２に示すように、分離タンクの液
面を上限および下限の間の液面位置に維持するために、
液体連通管83はその途中で分岐して、エアオペレットバ
ルブ91、手動ストップバルブ92を経て、排水管85へと連
通され、後述するように液面制御可能なように構成され
ている。
面を上限および下限の間の液面位置に維持するために、
液体連通管83はその途中で分岐して、エアオペレットバ
ルブ91、手動ストップバルブ92を経て、排水管85へと連
通され、後述するように液面制御可能なように構成され
ている。
【００３０】一方、第２分離タンク22上面には、第２分
離タンク22内の酸素から水分を除去するために、図１の
除湿装置40へ接続される酸素ガス用の気体連通管84が備
えられている。
離タンク22内の酸素から水分を除去するために、図１の
除湿装置40へ接続される酸素ガス用の気体連通管84が備
えられている。
【００３１】光センサ61,62 の液面検知に従い、気液分
離装置20外部に別途設けられた中央演算処理装置（CPU
）などからなる液面制御装置100 によって、第２分離
タンク22内の酸素は、酸素用の気体連通管84に配設され
た流量調整バルブ（図示せず）を調整することによっ
て、除湿装置40へと供給される一方、水分は、エアオペ
レットバルブ91を調整することによって、排水管85から
適宜排水されるようになっている。
離装置20外部に別途設けられた中央演算処理装置（CPU
）などからなる液面制御装置100 によって、第２分離
タンク22内の酸素は、酸素用の気体連通管84に配設され
た流量調整バルブ（図示せず）を調整することによっ
て、除湿装置40へと供給される一方、水分は、エアオペ
レットバルブ91を調整することによって、排水管85から
適宜排水されるようになっている。
【００３２】なお、前記各部材の好ましい材質として
は、腐食、パーティクル発生による不純物の混入防止な
どを考慮すれば、ステンレス鋼を電解研磨した後、酸化
性雰囲気中で加熱処理して着色酸化皮膜を溶解除去した
ものを使用することが好ましい（特開昭62-13563号、特
開昭62-17184号（特公平2-1916号）、特開平2-14156 号
参照）。
は、腐食、パーティクル発生による不純物の混入防止な
どを考慮すれば、ステンレス鋼を電解研磨した後、酸化
性雰囲気中で加熱処理して着色酸化皮膜を溶解除去した
ものを使用することが好ましい（特開昭62-13563号、特
開昭62-17184号（特公平2-1916号）、特開平2-14156 号
参照）。
【００３３】また、バイパス経路には、光センサを使用
することを考慮すれば、耐候性に優れた透明素材である
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体（ＰＦＡ）を用いることが好ましい。
することを考慮すれば、耐候性に優れた透明素材である
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体（ＰＦＡ）を用いることが好ましい。
【００３４】このように構成される気液分離装置は、以
下の如く使用されるものである。
下の如く使用されるものである。
【００３５】先ず、水電解装置10の陽極側から発生した
酸素は、水電解装置10の陽極室へ供給される純水と共
に、気体・液体導入管81を経て、第１分離タンク21へ輸
送される。この第１分離タンク21内で、純水および酸素
からなる気体・液体混合物は連続的に第２分離タンクへ
移送され、純水と酸素ガスとに分離される。
酸素は、水電解装置10の陽極室へ供給される純水と共
に、気体・液体導入管81を経て、第１分離タンク21へ輸
送される。この第１分離タンク21内で、純水および酸素
からなる気体・液体混合物は連続的に第２分離タンクへ
移送され、純水と酸素ガスとに分離される。
【００３６】第１分離タンク21で気液分離された酸素
は、第１分離タンク21の上部空間に蓄積される一方、純
水は、第１分離タンク21の下方に蓄積されるが、この場
合、第１分離タンク21内では、未だ気体・液体混合物中
に気泡が多量に含まれている。
は、第１分離タンク21の上部空間に蓄積される一方、純
水は、第１分離タンク21の下方に蓄積されるが、この場
合、第１分離タンク21内では、未だ気体・液体混合物中
に気泡が多量に含まれている。
【００３７】従って、純水は、第１分離タンク21下方の
液体連通管83から、また、酸素ガスは第１分離タンク21
上方の気体連通管82から、それぞれ別の経路を経て、第
２分離タンク22へ輸送される。
液体連通管83から、また、酸素ガスは第１分離タンク21
上方の気体連通管82から、それぞれ別の経路を経て、第
２分離タンク22へ輸送される。
【００３８】ところで、第２分離タンク22内の酸素ガス
及び純水は、第１気液分離タンク21によって、気体成分
である酸素と液体成分である純水に分離された状態で、
それぞれ別経路（82、 83）で輸送されたため、ほとんど
気泡を含まないこととなる。
及び純水は、第１気液分離タンク21によって、気体成分
である酸素と液体成分である純水に分離された状態で、
それぞれ別経路（82、 83）で輸送されたため、ほとんど
気泡を含まないこととなる。
【００３９】このように気液分離されたこれらの成分
は、この第２分離タンク21に設けられたバイパス経路80
に、一部導入されることとなる。
は、この第２分離タンク21に設けられたバイパス経路80
に、一部導入されることとなる。
【００４０】そして、バイパス経路80内の純水および酸
素ガスの境界面は、第２分離タンク内の純水と酸素ガス
と同一レベルの境界面であるため、バイパス経路80外部
に設けられた光センサ61,62 によって境界面が検知さ
れ、その検知結果が、液面制御装置90に導入されるよう
になっている。
素ガスの境界面は、第２分離タンク内の純水と酸素ガス
と同一レベルの境界面であるため、バイパス経路80外部
に設けられた光センサ61,62 によって境界面が検知さ
れ、その検知結果が、液面制御装置90に導入されるよう
になっている。
【００４１】この場合、液面制御装置90は、検知結果に
基づいて、上限の光センサ61の位置で境界面が検知され
た場合は、排水管85のエアオペレートバルブ91を開くよ
うに指示して、純水を排水し、また、下限の光センサ62
の位置で境界面が検知された場合は、排水管85のエアオ
ペレートバルブ91を閉じて純水の排水を止め、第１およ
び第２分離タンク21,22 内に、液体成分を蓄積して、分
離タンクの液面が上限および下限の間の液面位置に維持
されるようになっている。
基づいて、上限の光センサ61の位置で境界面が検知され
た場合は、排水管85のエアオペレートバルブ91を開くよ
うに指示して、純水を排水し、また、下限の光センサ62
の位置で境界面が検知された場合は、排水管85のエアオ
ペレートバルブ91を閉じて純水の排水を止め、第１およ
び第２分離タンク21,22 内に、液体成分を蓄積して、分
離タンクの液面が上限および下限の間の液面位置に維持
されるようになっている。
【００４２】
【発明の作用・効果】本発明に係る気液分離装置は、下
記に示したような顕著な作用効果を奏する極めて優れた
発明である。
記に示したような顕著な作用効果を奏する極めて優れた
発明である。
【００４３】即ち、機種が豊富で、安価で、液面制御用
として汎用性の高い、光センサを用いることが出来るの
で簡便であり、かつ、従来まで用いていた気液分離装置
として、気液分離タンクを２段連通することによって、
光センサの検知を誤らせる原因となる気泡を追放するこ
とが出来るので、液面が確実に検知できるものである。
として汎用性の高い、光センサを用いることが出来るの
で簡便であり、かつ、従来まで用いていた気液分離装置
として、気液分離タンクを２段連通することによって、
光センサの検知を誤らせる原因となる気泡を追放するこ
とが出来るので、液面が確実に検知できるものである。
【図１】 本発明の気液分離装置を用いた酸素・水素発
生装置全体の概略図である。
生装置全体の概略図である。
【図２】 本発明の気液分離装置の概略図である。
【図３】 従来の酸素・水素発生装置全体の概略図であ
る。
る。
【図４】 従来の水電解装置の概略図である。
【図５】 本発明の気液分離装置の上面図である。
１…酸素・水素発生装置 ２…酸素・水素発生装置 １０…水電解装置 ２０、３０…気液分離装置 ２１、３１…第１分離タンク ２２、３２…第２分離タンク ４０、５０…除湿器 ６０、７０…光センサ ８０、９０…バイパス経路 ８１…気体・液体連通管 ８２…気体連通管 ８３…液体連通管 ８４…気体連通管 ８５…排水管 １００、２００…制御装置 １１０…水電解装置 １２０、１３０…気液分離装置 １２１…固体電解質膜 １２２…陽極 １２３…陰極 １２４…陽極室 １２５…陰極室 １２８…固体高分子電解質膜 １４０、１５０…除湿器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安井 信一 兵庫県加古郡播磨町野添４丁目108 タ ウニーＳ Ａ202 (72)発明者 小林 宏子 兵庫県神戸市長田区名倉町５丁目８番11 号 (72)発明者 原田 宙幸 東京都練馬区西大泉２−25−43 (56)参考文献 特開 平２−149690（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−150384（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−127981（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08
Claims (3)
- 【請求項１】 固体電解質膜を隔膜として用いて、電解
セルを陽極室と陰極室とに分離し、陽極室に純水を供給
しながら純水を電気分解して、陽極室から酸素ガスを、
陰極室から水素ガスをそれぞれ発生するように構成した
水電解装置に用いて、水電解装置で発生したガスと純水
とを気液分離するための気液分離装置であって、 前記気液分離装置が、第１分離タンクと第２分離タンク
とから構成され、 前記第１分離タンクが、水電解装置の陽極室若しくは陰
極室と連通接続した液体混合物用の導入管を備え、 前記第１分離タンクと第２分離タンクとの間には、気体
用連通管と液体用連通管とが相互に接続され、 前記第２分離タンク内において気液分離された液体成分
と気体成分の分離液面を検知するために、第２分離タン
クの外側に該第２分離タンクと連通し上下方向に沿った
バイパス経路を配設するとともに、該バイパス経路内の
液面を検知するための光センサを付設したことを特徴と
する水電解装置の気液分離装置。 - 【請求項２】 前記光センサを、バイパス経路の上下に
２個配設することを特徴とする請求項１に記載の水電解
装置の気液分離装置。 - 【請求項３】 前記光センサの液面の検知情報を制御装
置に導くことによって、分離タンクの液面の制御を行う
ように構成したことを特徴とする請求項２に記載の水電
解装置の気液分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6293095A JP2999131B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 水電解装置の気液分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6293095A JP2999131B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 水電解装置の気液分離装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144078A JPH08144078A (ja) | 1996-06-04 |
| JP2999131B2 true JP2999131B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=17790365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6293095A Expired - Fee Related JP2999131B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 水電解装置の気液分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999131B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2271517A1 (en) * | 1999-05-12 | 2000-11-12 | William J. Stewart | Pressure control system in a water electrolytic cell |
| US6146518A (en) * | 1999-09-01 | 2000-11-14 | Stuart Energy Systems Inc. | Pressure differential control in an electrolytic cell |
| JP2006124772A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 水素ガス発生装置とその運転方法 |
| JP4074322B2 (ja) * | 2006-07-06 | 2008-04-09 | 炳霖 ▲楊▼ | 電気分解を利用した燃焼ガス発生装置及び車載用燃焼ガス発生装置 |
| JP5341862B2 (ja) * | 2010-10-28 | 2013-11-13 | 本田技研工業株式会社 | 水電解システム |
| CN115233247A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-10-25 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种海上风电解制氢系统的气液分离装置和分离方法 |
| EP4345193A1 (de) * | 2022-09-29 | 2024-04-03 | Linde GmbH | Verfahren und anlage zur herstellung eines oder mehrerer elektrolyseprodukte |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP6293095A patent/JP2999131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08144078A (ja) | 1996-06-04 |
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