JP3035478B2 - Oxygen / hydrogen electrolysis gas production apparatus and ultra high purity water production apparatus using the same - Google Patents
Oxygen / hydrogen electrolysis gas production apparatus and ultra high purity water production apparatus using the sameInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、金属溶接加工、
石英硝子の加工およびアンモニア、メタノール合成や、
油脂などの各種化学反応における水素添加等に利用され
る酸素・水素ガスの製造装置および該装置を用いた超高
純度水製造装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal welding process,
Processing of quartz glass and synthesis of ammonia and methanol,
The present invention relates to an apparatus for producing oxygen / hydrogen gas used for hydrogenation or the like in various chemical reactions of oils and fats, and an apparatus for producing ultra-high purity water using the apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】水の電気分解による酸素・水素ガスの発
生装置は、例えば特公昭５６−５１２３５号等において
公知であるが、これらの発生装置においては、発生する
酸素、水素ガスは混合した状態で捕集され、酸素と水素
を分離して発生させ、個別に使える装置がなかった。ま
た、このように分離発生した酸素・水素を利用した簡便
で安全な超高純度水製造装置も実用化されていない。2. Description of the Related Art An apparatus for generating oxygen / hydrogen gas by electrolysis of water is known, for example, from Japanese Patent Publication No. 56-51235. In these generators, the generated oxygen and hydrogen gases are mixed. There was no device that could be used separately, collecting oxygen and hydrogen separately. Further, a simple and safe ultra-high-purity water production apparatus utilizing oxygen / hydrogen thus separated and generated has not been put to practical use.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この発明は酸素と水素
ガスを分離発生して、個別に採集し、酸素と水素のガス
を個別に活用できるようにしたものである。そして、こ
のように個別にガスを採集することによって、水素ガス
は各種化学反応における水素添加に利用でき、酸素ガス
は支燃作用として利用できる。また、分離して製造され
た酸素と水素を１：２の容積比で再度混合し、バーナを
用いて燃焼すれば金属溶接加工や石英硝子加工に利用で
きる。以上のように、この発明は簡単な装置により、酸
素と水素を個別に製造でき、従来のボンベに代替し得
る、酸素ガスと、水素ガスの製造装置を提供するもので
ある。また、酸素・水素電解ガス製造装置を長時間使用
すると、電解セル中に微細な泡が発生し、泡が酸素ガス
放出口、水素ガス放出口を封止して、ガス供給の障害と
なることがある。この発明は長時間連続使用可能な酸素
・水素ガス製造装置を提供するものである。また、使用
に伴って電解セルの発熱が問題となるが、この解決手段
を提供するものである。さらに、該装置を利用した超高
純度水の製造装置および該製造装置における安全装置を
提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to separate and generate oxygen and hydrogen gas, collect them separately, and use oxygen and hydrogen gas separately. By individually collecting gases in this manner, hydrogen gas can be used for hydrogenation in various chemical reactions, and oxygen gas can be used as a combustion supporting action. Also, if oxygen and hydrogen produced separately are mixed again at a volume ratio of 1: 2 and burned using a burner, it can be used for metal welding or quartz glass processing. As described above, the present invention provides an apparatus for producing oxygen gas and hydrogen gas, which can produce oxygen and hydrogen separately with a simple apparatus and can replace conventional cylinders. Also, if the oxygen / hydrogen electrolysis gas production equipment is used for a long time, fine bubbles will be generated in the electrolysis cell, and the bubbles will seal the oxygen gas discharge port and the hydrogen gas discharge port, which will obstruct the gas supply. There is. The present invention provides an oxygen / hydrogen gas production apparatus that can be used continuously for a long time. In addition, heat generation of the electrolytic cell becomes a problem with use, but this solution is provided. Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing ultrapure water using the apparatus and a safety device in the apparatus.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に関する酸素・水素電解ガス発生装置は、
対面する２枚の電極板とその中間に空間を２分割する下
方が溶液透過性材、上方が溶液・気体不透材で形成され
た中間壁を設け、かつ分割空間上方にはガス排出管をそ
れぞれ設けた電解セルからなる、酸素・水素ガスを個別
に発生することを特徴とする酸素・水素電解ガス発生装
置であり、さらに、電解セルを複数直列に接続した酸素
・水素電解ガス発生装置であって、両外端に平板状電極
の陽極と陰極を配し、両外端電極に挟まれた中間の平板
状電極には下方に通水孔を設け電解液の移動を可能にし
たことを特徴とする酸素・水素電解ガス発生装置であ
る。To achieve the above object, an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to the present invention comprises:
Two electrode plates facing each other and an intermediate wall formed of a solution-permeable material below and a solution / gas impermeable material above are provided in the middle and a gas discharge pipe is provided above the divided space. An oxygen / hydrogen electrolysis gas generator characterized by separately generating oxygen / hydrogen gas comprising an electrolysis cell provided in each case, and an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator having a plurality of electrolysis cells connected in series. The anode and the cathode of the plate-shaped electrode are arranged at both outer ends, and the middle plate-shaped electrode sandwiched between the outer end electrodes is provided with a water hole below so that the electrolyte can be moved. It is an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator characterized by the following.
【０００５】隣設する平板状電極は、１枚の平板状電極
を共有し、電解酸素ガス室に面する側は陽極とし、裏面
の電解水素ガス室に面する側は陰極として作用するよう
に構成されている。さらに、複数の平板状電極板を電器
絶縁枠より外にはみ出るようにして、この部分を冷却扇
で冷却し、電解セルの熱を外部に放出させるように構成
し、また、電解液の循環経路中に放熱器を設けて電解液
温度を下げて電解セルの温度上昇を抑えるように構成さ
れている。The adjacent flat electrodes share one flat electrode, the side facing the electrolytic oxygen gas chamber functions as an anode, and the side facing the electrolytic hydrogen gas chamber on the back side functions as a cathode. It is configured. Further, a plurality of flat electrode plates are made to protrude outside the electric insulating frame, and this portion is cooled by a cooling fan, so that the heat of the electrolytic cell is released to the outside. A radiator is provided therein to lower the temperature of the electrolytic solution to suppress the temperature rise of the electrolytic cell.
【０００６】さらに、各電解ガス室からのガスを貯留す
る酸素ガスタンク、水素ガスタンクおよび圧力調整タン
クを設け、各ガスタンクの上方にはガス放出バルブを底
部には圧力調整タンクの底部と連通する連通管を設け、
各ガスタンク内を水で充満した後、酸素ガスおよび水素
ガスを各タンクに水と置換して充填し、酸素ガスタンク
内圧力と水素ガスタンク内圧力が連通管を通じて、圧力
調整タンク内圧力と一致させ、常に３つのタンク内圧力
を均圧になるように構成されている。Further, an oxygen gas tank, a hydrogen gas tank, and a pressure regulating tank for storing gas from each electrolytic gas chamber are provided, and a gas discharge valve is provided above each gas tank, and a communication pipe communicating with the bottom of the pressure regulating tank is provided at the bottom. Is established,
After filling each gas tank with water, each tank is filled with oxygen gas and hydrogen gas by replacing it with water, and the pressure in the oxygen gas tank and the pressure in the hydrogen gas tank are made to coincide with the pressure in the pressure adjustment tank through the communication pipe, It is configured to always equalize the pressures in the three tanks.
【０００７】さらに、複数個積層された電解セルの最前
列から最後列に至る電解セル中の最後列（或いは最前
列）の電解液をセルから循環ポンプで吸引し、濾過器を
通して泡、不純物を除去し最前列（或いは最後列）の電
解セルに再供給することを特徴とするものである。超高
純度水製造装置は、酸素ガスタンクおよび水素ガスタン
クから放出される酸素および水素を混合する混合器と、
混合器から供給される混合ガスを燃焼するバーナと、燃
焼後の水蒸気を冷却壁で冷却・凝縮する冷却器と、生成
された超高純度の純水を貯留する貯水タンクと、外気を
遮断するフィルタを設けたことを特徴とするものであ
る。Further, the electrolytic solution in the last row (or the front row) of the electrolysis cells from the front row to the last row of the plurality of stacked electrolysis cells is sucked from the cell by a circulation pump, and bubbles and impurities are removed through a filter. It is characterized by being removed and re-supplied to the frontmost (or last) electrolysis cell. The ultra-pure water production device has a mixer that mixes oxygen and hydrogen discharged from the oxygen gas tank and the hydrogen gas tank,
A burner that burns the mixed gas supplied from the mixer, a cooler that cools and condenses the steam after combustion on the cooling wall, a water storage tank that stores the generated ultra-high-purity pure water, and shuts off outside air A filter is provided.
【０００８】さらに、混合器とバーナの接続系路中に電
磁弁と逆火防止弁を混合器、電磁弁、逆火防止弁、バー
ナの順に配列した、引火防止対策を講じたことを特徴と
するものである。Further, a measure for preventing ignition is provided in which a solenoid valve and a check valve are arranged in the connecting line of the mixer and the burner in the order of the mixer, the solenoid valve, the check valve and the burner. Is what you do.
【０００９】[0009]
【実施例】図１は、本発明の酸素・水素電解ガス発生装
置の一実施例である。本実施例の水を電気分解して、酸
素ガスおよび水素ガスを発生する装置は、酸素ガスと水
素ガスを分離して個別に捕集するために、平板状電極１
の陽極と陰極の間に中間壁３を設ける構造の電解セル１
７から構成されている。さらに、複数の電解セル１７が
連結積層されており、一単位の電解セルからそれぞれ発
生する酸素ガスおよび水素ガスをそれぞれ集めて一本の
管から放出される構造となっている。FIG. 1 shows an embodiment of an oxygen / hydrogen electrolysis gas generating apparatus according to the present invention. The apparatus for generating oxygen gas and hydrogen gas by electrolyzing water according to the present embodiment employs a flat electrode 1 for separating oxygen gas and hydrogen gas and separately collecting them.
Electrolytic cell 1 having a structure in which an intermediate wall 3 is provided between an anode and a cathode
7. Further, a plurality of electrolysis cells 17 are connected and stacked, and oxygen gas and hydrogen gas respectively generated from one unit of electrolysis cell are collected and discharged from one tube.
【００１０】電解セルの一単位の詳細は図２に示す通り
で、２枚の平板状電極１、２個の電気絶縁枠２および１
枚の中間壁３から構成されている。さらに詳しくは、電
解セルは陽極としての平板状電極１、電気絶縁枠２、中
間壁３、電気絶縁枠２、そして、陰極としての平板状電
極１の順で並設されている。各部分の合わせ目は接着あ
るいはパッキン材を介して圧着され、水密処理がなされ
ている。The details of one unit of the electrolytic cell are shown in FIG. 2, and two flat electrodes 1, two electric insulating frames 2 and 1
It is composed of a plurality of intermediate walls 3. More specifically, the electrolytic cell is arranged in the order of a flat electrode 1 as an anode, an electric insulating frame 2, an intermediate wall 3, an electric insulating frame 2, and a flat electrode 1 as a cathode. The joints of the respective parts are pressure-bonded with an adhesive or a packing material, and subjected to a watertight treatment.
【００１１】平板状電極１は、耐食性の金属材料でステ
ンレス鋼板ＳＵＳ３１６や３０４が用いられる。電気絶
縁枠２は、電気的な絶縁材で、耐薬品性も良い材質で形
成されている。中間壁３は、電気的な絶縁性能と耐薬品
性が良く、溶液及び気体に対しては不透の性能を有する
材質からなる隔絶壁で形成され、その下方には気体に対
しては不透性であるが溶液は通す溶液透過性板４が設け
られている。The plate-like electrode 1 is made of a corrosion-resistant metal material such as a stainless steel plate SUS316 or 304. The electric insulating frame 2 is formed of a material having good chemical resistance and an electric insulating material. The intermediate wall 3 is formed of a partition wall made of a material having good electrical insulation performance and chemical resistance and having a property of being impermeable to a solution and a gas, and below it is impermeable to a gas. A solution permeable plate 4 through which a solution passes though is provided.
【００１２】電気絶縁枠２の上部中央には、酸素ガス放
出口５と水素ガス放出口６が設けられている。この電解
セルに電解液として水酸化カリウム溶液あるいは水酸化
ナトリウム溶液を入れ、陽極としての平板状電極、陰極
としての平板状電極に直流電源の＋極と−極をそれぞれ
接続すると、溶液は電気分解されて、陽極としての平板
状電極面からは、次の化学式の反応によって酸素ガスが
発生する。An oxygen gas outlet 5 and a hydrogen gas outlet 6 are provided at the upper center of the electric insulating frame 2. A potassium hydroxide solution or a sodium hydroxide solution is placed as an electrolytic solution in this electrolytic cell, and the positive electrode and the negative electrode of a DC power supply are connected to the plate electrode as an anode and the plate electrode as a cathode, respectively. Then, oxygen gas is generated from the flat electrode surface as the anode by the reaction of the following chemical formula.
【００１３】 ＯＨ- →ＯＨ ＋ ｅ- 、 ４ＯＨ→２Ｈ2 Ｏ＋Ｏ2 つまり、陽極では水酸イオンＯＨ- が電子ｅ- を失っ
て、水酸基ＯＨになる。しかし、これは不安定で上式の
ように分解して酸素と水になる。陰極としての平板状電
極面からは、次の化学式の反応によって水素ガスが発生
する。OH − → OH + e − , 4OH → 2H 2 O + O 2 In other words, at the anode, the hydroxyl ion OH − loses the electron e − and becomes a hydroxyl group OH. However, it is unstable and breaks down into oxygen and water as shown above. Hydrogen gas is generated from the flat electrode surface as a cathode by a reaction of the following chemical formula.
【００１４】 Ｈ+ ＋ ｅ- → Ｈ 、 Ｈ ＋ Ｈ → Ｈ2 陰極では、水素イオンＨ+ が電子をとって水素原子にな
り、更に水素２原子が集まって水素分子となる。陽極と
しての平板状電極１で発生した酸素ガスは、平板状電極
１と電気絶縁枠２と中間壁３とで形成される電解酸素ガ
ス室９に貯まり、酸素ガス放出口５より放出される。同
様に、陰極としての平板状電極１で発生した水素ガス
は、平板状電極１と電気絶縁枠２と中間壁３とで形成さ
れる電解水素ガス室１０に貯まり、水素ガス放出口６よ
り放出される。In the H + + e − → H, H + H → H 2 cathode, hydrogen ions H + take an electron to become a hydrogen atom, and two hydrogen atoms gather to form a hydrogen molecule. The oxygen gas generated by the flat electrode 1 as an anode is stored in an electrolytic oxygen gas chamber 9 formed by the flat electrode 1, the electric insulating frame 2 and the intermediate wall 3, and is discharged from the oxygen gas discharge port 5. Similarly, hydrogen gas generated at the flat electrode 1 as a cathode is stored in an electrolytic hydrogen gas chamber 10 formed by the flat electrode 1, the electric insulating frame 2 and the intermediate wall 3, and is discharged from the hydrogen gas discharge port 6. Is done.
【００１５】ファラディの法則により、９６５００クロ
ーンの電気量によって発生するガスはそれぞれの電極で
１グラム当量となる。酸素の１グラム当量は８ｇで、そ
の容積は５．６リットル、水素の１グラム当量は１．０
０８ｇで、その容積は１１．２リットルである。実用の
装置においては、電解セル１７は複数個直列に接続され
るが、その場合においては、隣設する平板状電極１は１
枚の平板状電極１を両電解セルが共有する形となってい
る。そして、電解セルが複数個積層された一番外側の平
板状電極をそれぞれ陽極、陰極として直流電源１９と接
続する。According to Faraday's law, the gas generated by the quantity of electricity of 96500 clones is equivalent to 1 gram equivalent at each electrode. One gram equivalent of oxygen is 8 g, its volume is 5.6 liters, and one gram equivalent of hydrogen is 1.0 g.
08 g, its volume is 11.2 liters. In a practical device, a plurality of electrolysis cells 17 are connected in series.
The two plate cells 1 are shared by both electrolytic cells. Then, the outermost plate-like electrode in which a plurality of electrolytic cells are stacked is connected to the DC power supply 19 as an anode and a cathode, respectively.
【００１６】両電解セルが共有する平板状電極、即ち、
陽極と陰極に挟まれる中間の平板状電極には、下方の通
水孔１８が開けられていて、電解液はこの通水孔１８を
通じて複数個の電解セル全体に平均に供給される。外側
の平板状電極には電解液補給口１１と均圧口１３を設
け、それぞれ電解液補給管１２と均圧管１４により電解
液補給タンク１５と連結している。複数個の電解酸素ガ
ス室９の上部の酸素ガス放出口５は、全て酸素ガス連結
管７で結ばれ酸素ガス管２０となる。また、複数個の電
解水素ガス室１０の上部の水素ガス放出口６は、全て水
素ガス連結管８で結ばれ水素ガス管２１となる。A plate-like electrode shared by both electrolysis cells, ie,
A lower water passage 18 is formed in the middle plate-shaped electrode sandwiched between the anode and the cathode, and the electrolyte is supplied to the plurality of electrolytic cells on average through the water passage 18. The outer flat electrode is provided with an electrolyte supply port 11 and a pressure equalizing port 13, which are connected to an electrolyte supply tank 15 by an electrolyte supply pipe 12 and an equalization pipe 14, respectively. The oxygen gas outlets 5 at the top of the plurality of electrolytic oxygen gas chambers 9 are all connected by an oxygen gas connecting pipe 7 to form an oxygen gas pipe 20. Further, the hydrogen gas discharge ports 6 at the upper part of the plurality of electrolytic hydrogen gas chambers 10 are all connected by a hydrogen gas connecting pipe 8 to form a hydrogen gas pipe 21.
【００１７】電解液補給タンク１５に電解液１６を満た
すと、電解液は電解液補給管１２を通して、図１の右端
電極セルの電解水素ガス室１０に入る。電解液は中間壁
３下方の溶液透過性板４を通り抜けて、電解酸素ガス室
９に入る。ここに入った電解液は隣りの電解セルの電解
水素ガス室１０に平板状電極１の通水孔１８を通って流
入する。When the electrolytic solution supply tank 15 is filled with the electrolytic solution 16, the electrolytic solution enters the electrolytic hydrogen gas chamber 10 of the rightmost electrode cell in FIG. The electrolyte passes through the solution permeable plate 4 below the intermediate wall 3 and enters the electrolytic oxygen gas chamber 9. The electrolytic solution entered here flows into the electrolytic hydrogen gas chamber 10 of the adjacent electrolytic cell through the water hole 18 of the flat electrode 1.
【００１８】このように、電解液は中間壁下方の溶液透
過性板４、平板状電極通水孔１８の順に通過して、複数
個の電解セルの電解水素ガス室および電解酸素ガス室全
体に供給される。直流電源１９をＯＮにして、両端の＋
極および−極に通電し、電解液の電気分解を行うと、１
端の＋極平板状電極面では酸素ガスが発生し、他端の−
極平板状電極面では水素ガスが発生する。As described above, the electrolytic solution passes through the solution permeable plate 4 under the intermediate wall and the plate-shaped electrode water holes 18 in this order, and enters the electrolytic hydrogen gas chamber and the electrolytic oxygen gas chamber of the plurality of electrolytic cells. Supplied. Turn on the DC power supply 19 and
When electricity is applied to the pole and the-pole to perform electrolysis of the electrolytic solution, 1
Oxygen gas is generated on the positive electrode plate at the end, and − at the other end.
Hydrogen gas is generated on the extremely flat electrode surface.
【００１９】電解セルが、隣り合って共有する平板状電
極面では、電解水素ガス室を形成している面では水素ガ
スを発生し、裏面の電解酸素ガス室を形成している面で
は酸素ガスを発生する。それぞれの電解水素ガス室１０
に貯まった水素ガスは、水素ガス放出口６を通って水素
ガス連結管８に供給され、集合されて水素ガス管２１か
ら外部タンク２３に貯留される。On the surface of the plate-shaped electrode which is adjacently shared by the electrolytic cells, hydrogen gas is generated on the surface forming the electrolytic hydrogen gas chamber, and oxygen gas is generated on the surface forming the electrolytic oxygen gas chamber on the back surface. Occurs. Each electrolytic hydrogen gas chamber 10
Is supplied to the hydrogen gas connection pipe 8 through the hydrogen gas discharge port 6, collected and stored in the external tank 23 from the hydrogen gas pipe 21.
【００２０】同様に、それぞれの電解酸素ガス室９に貯
まった酸素ガスは、酸素ガス放出口５を通って酸素ガス
連結管７に供給され、集合されて酸素ガス管２０から外
部タンク２２に貯留される。ファラディの法則により、
９６５００クローンの電気量によって発生するガスはそ
れぞれの電極で１グラム当量となる。Similarly, the oxygen gas stored in each of the electrolytic oxygen gas chambers 9 is supplied to the oxygen gas connection pipe 7 through the oxygen gas discharge port 5, collected and stored in the external tank 22 from the oxygen gas pipe 20. Is done. By Faraday's law,
The gas generated by the amount of electricity of 96500 clones becomes 1 gram equivalent at each electrode.
【００２１】酸素の１グラム当量は８ｇで、その容積は
５．６リットル、水素の１グラム当量は１．００８ｇ
で、その容積は１１．２リットルである。発生するガス
量は、理論上１電解セルにつき電気量１アンペア・時
（１ＡＨ）で酸素ガス２０９ｍｌ（０℃、１気圧換
算）、水素ガス４１８ｍｌ（０℃、１気圧換算）が発生
する。電解セルを直列に接続すると、接続数の積でガス
の発生量は増量する。例えば、電解セル数を７０個とす
ると、理論上１アンペア・時の電気量で酸素ガスは１４
６３０ｍｌ（０℃、１気圧換算）、水素ガスは２９２６
０ｍｌ（０℃、１気圧換算）が発生することになる。こ
のように本発明によれば、少ない電流で多量の酸素・水
素ガスを生産することができる。One gram equivalent of oxygen is 8 g, its volume is 5.6 liters, and one gram equivalent of hydrogen is 1.008 g.
The volume is 11.2 liters. The amount of gas generated is theoretically 209 ml of oxygen gas (0 ° C., 1 atm conversion) and 418 ml of hydrogen gas (0 ° C., 1 atm conversion) at an electric quantity of 1 amp · hour (1 AH) per electrolytic cell. When the electrolytic cells are connected in series, the amount of gas generated increases by the product of the number of connected cells. For example, assuming that the number of electrolytic cells is 70, the theoretical amount of electricity is 1 amp.
630 ml (0 ° C., 1 atm conversion), hydrogen gas 2926
0 ml (0 ° C., 1 atm conversion) will be generated. Thus, according to the present invention, a large amount of oxygen / hydrogen gas can be produced with a small current.
【００２２】もし、１電解セルで上記と同じガス量を得
ようとするならば、７０アンペア・時が必要となり、電
流流量の大きな直流電源が必要となり、結線に使用する
電線の径も太くなる。平板状電極の大きさについても、
電流容量に応じた大きな面が必要となり、ガスの発生量
に応じて電極寸法を変える必要が生ずる。If the same gas amount as described above is to be obtained in one electrolytic cell, 70 amp-hours are required, a DC power supply having a large current flow rate is required, and the diameter of the electric wire used for connection becomes large. . Regarding the size of the flat electrode,
A large surface is required according to the current capacity, and it is necessary to change the electrode dimensions according to the amount of gas generated.
【００２３】本発明によれば、統一された寸法の平板状
電極を用いて、電解セルの並設数を変えることにより、
発生量を増減することができるので量産化がしやすい。
また、直流電源の電流容量が小さくて済み、結線の電線
も細くてよく経済効果も大である。電解セルを７０個直
列に接続した酸素・水素電解ガス発生装置の、使用電流
と１分間に発生する酸素および水素ガスの発生量を表１
に示す。According to the present invention, by using a flat electrode having a uniform size and changing the number of electrolytic cells arranged in parallel,
Since the generation amount can be increased or decreased, mass production is easy.
In addition, the current capacity of the DC power supply can be small, and the connecting wires can be thin, and the economic effect is great. Table 1 shows the operating current and the amount of oxygen and hydrogen gas generated per minute in an oxygen / hydrogen electrolysis gas generator having 70 electrolysis cells connected in series.
Shown in
【００２４】[0024]
【表１】 [Table 1]
【００２５】この実験例において発生した電解ガスの生
産コストは、市販の酸素水素ボンベの市販コストに比し
て約３０％であった。電解ガスの生産コストは、電解セ
ルの接続個数を多くすれば安くなり、電解セルの接続個
数１４０個の発生装置を用いれば、酸素、水素ボンベの
市販コストに比し約２０％のコストである。水素ガス管
２１と酸素ガス管２０から放出されるガスをそのまま使
用することもできるが、水素ガスのみを使用する場合
は、酸素ガスは無駄に放出されるので、これを貯蔵する
ための貯蔵タンクを設ける必要がある。The production cost of the electrolytic gas generated in this experimental example was about 30% of the commercial cost of a commercially available oxygen-hydrogen cylinder. The production cost of the electrolytic gas is reduced by increasing the number of connected electrolytic cells, and using a generator with 140 connected electrolytic cells is about 20% of the commercial cost of oxygen and hydrogen cylinders. . The gas released from the hydrogen gas pipe 21 and the oxygen gas pipe 20 can be used as it is. However, when only the hydrogen gas is used, the oxygen gas is wastefully released. It is necessary to provide.
【００２６】この場合、単純に水素ガスタンクと酸素ガ
スタンクを設けて、発生するガス量の容積比２：１に合
わせた容積のタンクに貯蔵すると、その時点では電解セ
ルの電解水素ガス室と電解酸素ガス室内の圧力は等し
く、電解液の液位も等しくなっている。しかし、このタ
ンク内に貯蔵されたガスの内、水素ガスのみを使用する
と、水素ガスタンク内の圧力は低下し、酸素ガスタンク
内の圧力はそのままなので、ガスタンク内の圧力の平衡
はくずれる。そして、ガスタンク内の圧力の均衡を保持
しようとして、電解セル中で電解酸素ガス室の電解液面
は押し下げられ、逆に電解水素ガス室の電解液面は押し
上げられて、電解ガス室内の液面に差異が生じる。電解
酸素ガス室の電極と電解液の接触面積は小さくなり、逆
に電解水素ガス室の電極と電解液との接触面積は大きく
なり、電解液と平板状電極との接触面積に差異が生ず
る。この接触面積のアンバランスの発生を防止して、安
定した電気分解が行えるように、本発明では図３に示す
ように、酸素ガス管２０と連通する酸素ガスタンク２２
と水素ガス管２１と連通する水素ガスタンク２３と圧力
調整タンク２４とで構成され、酸素ガスタンク２２の底
部および水素ガスタンク２３の底部と圧力調整タンク２
４の底部を連通管２５を介して連通する圧力調整手段が
設けられている。In this case, if a hydrogen gas tank and an oxygen gas tank are simply provided and stored in a tank having a volume corresponding to a volume ratio of the generated gas of 2: 1, the electrolytic hydrogen gas chamber of the electrolytic cell and the electrolytic oxygen gas The pressure in the gas chamber is equal, and the level of the electrolyte is also equal. However, when only hydrogen gas is used from the gas stored in this tank, the pressure in the hydrogen gas tank decreases and the pressure in the oxygen gas tank remains unchanged, so that the pressure balance in the gas tank is disrupted. Then, in order to maintain the pressure balance in the gas tank, the electrolyte surface of the electrolytic oxygen gas chamber is pushed down in the electrolytic cell, and the electrolyte surface of the electrolytic hydrogen gas chamber is pushed up, and the liquid surface in the electrolytic gas chamber is raised. Are different. The contact area between the electrode in the electrolytic oxygen gas chamber and the electrolytic solution decreases, and conversely, the contact area between the electrode in the electrolytic hydrogen gas chamber and the electrolytic solution increases, resulting in a difference in the contact area between the electrolytic solution and the flat electrode. According to the present invention, as shown in FIG. 3, the oxygen gas tank 22 communicating with the oxygen gas pipe 20 can prevent the occurrence of the imbalance of the contact area and perform the stable electrolysis.
, A hydrogen gas tank 23 communicating with the hydrogen gas pipe 21, and a pressure adjusting tank 24. The bottom of the oxygen gas tank 22 and the bottom of the hydrogen gas tank 23 are connected to the pressure adjusting tank 2.
There is provided a pressure adjusting means for communicating the bottom of 4 with a communication pipe 25.
【００２７】酸素ガスタンク２２と水素ガスタンク２３
の上方には酸素ガス放出バルブ２６と水素ガス放出バル
ブ２７が設けられている。酸素ガスタンクと水素ガスタ
ンクにあらかじめ水を充満し、圧力調整タンクも連通管
を通して、酸素ガスタンクと水素ガスタンクの水位と同
じ水位の水が入っている状態とする。酸素・水素電解ガ
ス発生装置により送られてくるガスは、タンク内の水と
入れ替えるようにしてタンクに貯蔵される。Oxygen gas tank 22 and hydrogen gas tank 23
An oxygen gas release valve 26 and a hydrogen gas release valve 27 are provided above the above. The oxygen gas tank and the hydrogen gas tank are filled with water in advance, and the pressure adjusting tank is also filled with water at the same water level as the oxygen gas tank and the hydrogen gas tank through the communication pipe. The gas sent by the oxygen / hydrogen electrolysis gas generator is stored in the tank so as to replace the water in the tank.
【００２８】酸素と水素ガスがタンクに充満するに従っ
て、タンク内の水は押し下げられ、連通管２５を通して
圧力調整タンク内２４に流入し、圧力調整タンク２４の
水位は上昇し、タンク内上方の空気は徐々に圧縮され、
タンク内の圧力は上昇する。電気分解により発生するガ
スの量は、容積比で酸素１に対し水素２の割なので、酸
素ガスタンク２２と水素ガスタンク２３の容積比は１：
２としてある。As the oxygen and hydrogen gas fill the tank, the water in the tank is pushed down and flows into the pressure regulating tank 24 through the communication pipe 25, the water level in the pressure regulating tank 24 rises, and the air above the tank rises. Is gradually compressed,
The pressure in the tank increases. Since the amount of gas generated by the electrolysis is a ratio of oxygen to hydrogen divided by 2 in volume ratio, the volume ratio of the oxygen gas tank 22 to the hydrogen gas tank 23 is 1:
There are two.
【００２９】酸素ガスタンク２２と水素ガスタンク２３
及び圧力調整タンク２４の内圧は、各タンクの下方が連
通管２５で連結されているので、常に同じ圧力を維持し
ている。例えば、水素ガスタンク２３の水素ガス放出バ
ルブ２７を開いて、水素ガスを使用すると、水素ガスタ
ンク内のガス圧は下降し、酸素ガスタンク２２及び圧力
調整タンク２４内の圧力との平衡がくずれるが、酸素ガ
スタンク２２と圧力調整タンク２４内の水は、連通管２
５を通して水素ガスタンク２３へ移動する。そのため、
酸素ガスタンク２２内の酸素ガスと圧力調整タンク２４
内の空気圧は下降し、逆に水素ガスタンク２３内の水素
ガスは圧縮されて圧力は上昇し、三つのタンクの圧力が
平衡状態になったところで水位は保たれる。Oxygen gas tank 22 and hydrogen gas tank 23
The internal pressure of the pressure adjusting tank 24 always maintains the same pressure since the lower part of each tank is connected by the communication pipe 25. For example, when the hydrogen gas release valve 27 of the hydrogen gas tank 23 is opened and hydrogen gas is used, the gas pressure in the hydrogen gas tank drops, and the pressure in the oxygen gas tank 22 and the pressure in the pressure adjustment tank 24 is lost. The water in the gas tank 22 and the pressure adjusting tank 24 is
5 to the hydrogen gas tank 23. for that reason,
Oxygen gas in oxygen gas tank 22 and pressure adjusting tank 24
The pressure inside the hydrogen gas tank 23 is compressed and the pressure rises. When the pressures of the three tanks are in an equilibrium state, the water level is maintained.
【００３０】この状態でさらに電気分解を継続すると、
未使用の酸素ガスタンク２２内のガスが先に満杯とな
る。タンクの底部に酸素ガスタンク水位検知器２８を設
置して、この水位までに水が押し下げられると、酸素ガ
スタンク水位検知器が作動して、酸素電磁弁３０を開
き、タンク内の酸素ガスを外気に放出して圧力を調整す
る。また、圧力調整タンク２４の上部には、圧力スイッ
チ３２を設けて圧力調整タンク内の圧力が一定の設定圧
力を越えると、圧力スイッチ３２が作動して、電源１９
をＯＦＦにし電気分解を停止してガスの発生を停止させ
る。When the electrolysis is further continued in this state,
The gas in the unused oxygen gas tank 22 becomes full first. The oxygen gas tank water level detector 28 is installed at the bottom of the tank, and when the water is pushed down to this water level, the oxygen gas tank water level detector operates, the oxygen solenoid valve 30 is opened, and the oxygen gas in the tank is exposed to the outside air. Release and adjust pressure. Further, a pressure switch 32 is provided above the pressure adjusting tank 24, and when the pressure in the pressure adjusting tank exceeds a certain set pressure, the pressure switch 32 is activated, and the power supply 19 is turned on.
Is turned off to stop electrolysis and stop gas generation.
【００３１】酸素ガスまたは水素ガスを使用して、圧力
が圧力スイッチ３２の設定値より低くなると、直流電源
１９を再度ＯＮにしてガスを発生させる。水素ガスタン
ク２３にも同様に底部に水素ガスタンク水位検出器２９
を設け、水素ガスが満杯になると、水素ガスタンク水位
検知器２９が作動して水素電磁弁３１を開き、タンク内
の水素ガスを外気に放出して圧力を調整する。このよう
にして、酸素ガスタンク２２と水素ガスタンク２３内の
圧力は、常時一定圧力を保持することが可能となる。When the pressure becomes lower than the set value of the pressure switch 32 using oxygen gas or hydrogen gas, the DC power supply 19 is turned on again to generate gas. Similarly, the hydrogen gas tank 23 has a hydrogen gas tank water level detector 29 at the bottom.
When the hydrogen gas becomes full, the hydrogen gas tank water level detector 29 operates to open the hydrogen solenoid valve 31 to release the hydrogen gas in the tank to the outside air to adjust the pressure. Thus, the pressure in the oxygen gas tank 22 and the pressure in the hydrogen gas tank 23 can be constantly maintained at a constant level.
【００３２】長時間酸素・水素電解ガス発生製造装置を
使用すると電解セル中に微細な泡が商事、これが酸素ガ
ス放出口、水素ガス放出口を封止することがある。その
ため、例えば、水素ガス放出口が封止されると、電解セ
ル中の圧力が上がり、電解液は通水孔１８を通って電解
酸素ガス９に入り、電解液を押し上げて酸素ガスタンク
２２に逆流する。このような障害を防止するため、最後
列（或いは最前列）の電解セル外側に循環ポンプ４２に
接続した吸引管４４を設ける。When the oxygen / hydrogen electrolysis gas generating / manufacturing apparatus is used for a long time, fine bubbles are traded in the electrolysis cell, which may seal the oxygen gas discharge port and the hydrogen gas discharge port. Therefore, for example, when the hydrogen gas discharge port is sealed, the pressure in the electrolytic cell rises, and the electrolytic solution enters the electrolytic oxygen gas 9 through the water hole 18 and pushes up the electrolytic solution to flow back to the oxygen gas tank 22. I do. In order to prevent such an obstacle, a suction pipe 44 connected to the circulation pump 42 is provided outside the last (or foremost) electrolytic cell.
【００３３】循環ポンプ４２は耐薬品性、耐久性に優れ
たもので、積層される電解セルの段階によっては圧力損
失が高いので、吐出圧が高い性能のダイヤフラムポンプ
等が適している。吸引管４４と循環ポンプ４２の吸引口
を配管結合し、ポンプ吐出口に濾過器４３を接続する。The circulating pump 42 is excellent in chemical resistance and durability. Since the pressure loss is high depending on the stage of the electrolytic cells to be laminated, a diaphragm pump or the like having a high discharge pressure is suitable. The suction pipe 44 and the suction port of the circulation pump 42 are connected by piping, and the filter 43 is connected to the pump discharge port.
【００３４】濾過器４３は入口、出口に微細ゴミ除去用
のフィルタを設け、中間帯に活性炭等の吸着濾過剤を充
填してある。濾過器出口は最前列（或いは最後列）の電
解セルの外側に設けた戻り管４５に配管接続する。循環
ポンプ４２で吸引された電解液は、濾過器４３中のフィ
ルタ−活性炭−フィルタを通過する間に泡、不純物は除
去され清浄な電解液として電解セルに再供給される。The filter 43 is provided with a filter for removing fine dust at the inlet and the outlet, and the intermediate zone is filled with an adsorption filter such as activated carbon. The outlet of the filter is connected to a return pipe 45 provided outside the frontmost (or last) electrolytic cell. The electrolytic solution sucked by the circulation pump 42 is removed from the filter and activated carbon in the filter 43 while passing through the filter, the impurities are removed, and the electrolytic solution is re-supplied to the electrolytic cell as a clean electrolytic solution.
【００３５】循環ポンプ４２を連続使用して常時電解液
を濾過純化難することにより、泡によっては酸素ガス放
出口、或いは水素ガス放出口が封止されることはなくな
り、酸素・水素電解ガス製造装置の長時間の連続使用が
可能となる。さらに、本発明においては下記の構成によ
る電解セルの発熱を抑制することが可能である。すなわ
ち、図５に示されているように、平板状電極１の縦、横
の寸法を電解絶縁枠２の外寸法より大として、平板状電
極１を電気絶縁枠２と組合わせたとき、電解絶縁枠２の
外側に平板状電極１が四辺に鰭のように突出するように
構成する。そして、この突出部分を冷却扇４８からの冷
風で冷却する。さらに、冷却効果を高めるため平板状電
極１をフード４６で囲むこともできる。フード４６の内
側を通過し、露出した平板状電極１を冷却した風は上方
へ抜け、電解セルの発熱による熱エネルギーは外部に放
出され、長時間の連続運転に耐える温度条件を維持する
ことを可能としている。The continuous use of the circulating pump 42 makes it difficult to purify and purify the electrolyte at all times, so that the oxygen gas discharge port or the hydrogen gas discharge port is not sealed by some bubbles, and the oxygen / hydrogen electrolytic gas production The device can be used continuously for a long time. Further, in the present invention, it is possible to suppress heat generation of the electrolytic cell having the following configuration. That is, as shown in FIG. 5, when the vertical and horizontal dimensions of the flat electrode 1 are set to be larger than the outer dimensions of the electrolytic insulating frame 2, when the flat electrode 1 is combined with the electric insulating frame 2, The flat electrode 1 is configured to protrude out of the insulating frame 2 on four sides like fins. Then, the protruding portion is cooled by the cool air from the cooling fan 48. Furthermore, the hood 46 can surround the flat electrode 1 to enhance the cooling effect. The wind passing through the inside of the hood 46 and cooling the exposed plate-like electrode 1 escapes upward, and the heat energy generated by the heat generated by the electrolytic cell is released to the outside to maintain a temperature condition that can withstand long-time continuous operation. It is possible.
【００３６】また、同時に電解セルの電解液を循環ポン
プ４２と濾過器４３で電解液１６を浄化する経路中に、
パイプに多数の放熱板を取りつけた形状の放熱器４７を
設けて、この放熱板を冷却扇の冷風で冷却し電解液の熱
を外部に放出することもできる。次に、本発明の電解ガ
ス発生装置を用いて簡便な手段により超高純度水の製造
が可能である。At the same time, the electrolytic solution in the electrolytic cell is passed through a path for purifying the electrolytic solution 16 by the circulation pump 42 and the filter 43.
A radiator 47 having a shape in which a number of heat radiating plates are attached to a pipe is provided, and the heat radiating plate can be cooled by cold air of a cooling fan to release the heat of the electrolyte to the outside. Next, ultra-high-purity water can be produced by a simple means using the electrolytic gas generator of the present invention.
【００３７】図４は、本発明の超高純度水製造装置であ
って、酸素ガスタンク２２および水素ガスタンク２３か
ら放出されるガスを混合する混合器３４を設け、酸素と
水素の混合ガスを生成する。この混合ガスはバーナ３５
に供給され、内面に冷却壁３６を設けた冷却器２７内で
酸水素炎となって燃焼する。冷却器の冷却壁３６は冷却
水により冷却されているので、燃焼後の水蒸気は冷却壁
で冷却、凝縮し超高純度の純水を生成することができ
る。生成された純水はタンク３８に貯水される。図にお
いて、３９は生成された純水の外気からの汚染を防止す
るためのフィルターである。FIG. 4 shows an ultrapure water producing apparatus according to the present invention, in which a mixer 34 for mixing gas discharged from the oxygen gas tank 22 and the hydrogen gas tank 23 is provided to generate a mixed gas of oxygen and hydrogen. . This mixed gas is burner 35
And burns as an oxyhydrogen flame in the cooler 27 provided with the cooling wall 36 on the inner surface. Since the cooling wall 36 of the cooler is cooled by the cooling water, the steam after combustion can be cooled and condensed by the cooling wall to generate ultrapure pure water. The generated pure water is stored in a tank 38. In the figure, reference numeral 39 denotes a filter for preventing the generated pure water from being contaminated from the outside air.
【００３８】混合器３４とバーナ３５の接続配管系路中
には、電磁弁４０と逆火防止弁４１が設けられている。
酸素と水素の混合ガスがバーナで燃焼する時、燃焼速度
よりもガス供給速度の方が速ければ燃焼が持続するが、
ガスの供給速度が遅くなると、燃焼がガス供給源の方に
逆戻りする。An electromagnetic valve 40 and a check valve 41 are provided in the piping line connecting the mixer 34 and the burner 35.
When a mixed gas of oxygen and hydrogen burns in a burner, combustion continues if the gas supply rate is faster than the combustion rate.
When the gas supply rate is reduced, combustion reverts to the gas supply.
【００３９】この現象は、バルブによって供給ガスを止
める時に発生する。この燃焼の逆流を防止するために、
本発明においては逆火防止弁をバーナの手前に設けると
共に、さらに、逆火防止弁の手前に電磁弁を設けてい
る。そのため、バーナの燃焼を止める時には、電磁弁を
作動させて瞬時にガスの供給を止めると共に、ガスの供
給停止時に発生するバーナにおける燃焼の逆流を逆火防
止弁により防止することができ、安全性を一層確保する
ことができる。なお、逆火防止弁としては、消炎フィル
ターと逆止弁を備えた公知の逆火防止弁が用いられる。This phenomenon occurs when the supply gas is stopped by the valve. To prevent this combustion backflow,
In the present invention, the check valve is provided in front of the burner, and further, the solenoid valve is provided in front of the check valve. Therefore, when stopping the combustion of the burner, the supply of gas is stopped instantaneously by operating the solenoid valve, and the backflow of combustion in the burner which occurs when the supply of gas is stopped can be prevented by the check valve. Can be further secured. As the flashback prevention valve, a known flashback prevention valve provided with a flame extinguishing filter and a check valve is used.
【００４０】[0040]
【発明の効果】本発明によれば、小型の装置で酸素ガス
および水素ガスを必要時に必要量製造し、利用すること
が可能になった。重いボンベを移動する必要もなく、ボ
ンベガスの充填、補充、管理の繁雑さからも解放され
る。また、発生した酸素および水素の容積比は常に１：
２であるので、このガスを再度混合し、酸水素炎バーナ
の燃料とする場合は、ボンベによるガス混合の場合のよ
うに、酸素が過剰になったり、逆に水素が過剰になった
りすることもなく、簡単に完全な酸水素炎を得ることが
できる。According to the present invention, oxygen gas and hydrogen gas can be produced in a required amount and used when necessary with a small apparatus. There is no need to move heavy cylinders and the complexity of filling, refilling and managing cylinders is relieved. The volume ratio of the generated oxygen and hydrogen is always 1:
Therefore, if this gas is mixed again and used as fuel for an oxyhydrogen flame burner, as in the case of gas mixing using a cylinder, excess oxygen or conversely, excess hydrogen may occur. No complete oxyhydrogen flame can be easily obtained.
【００４１】特に、酸素ガスあるいは水素ガスを単独使
用しても、使用時の圧力は一定に保持することが可能と
なりガスの安定供給ができる。また、電解セル中の電解
液を濾過清浄にする循環ポンプ濾過器を設けたことによ
り、長時間の連続使用が可能となった。また、電気分解
に伴う発熱は、平板状電極板の突出部を冷却すること、
および電解液循環経路中の放熱器により外部に放出さ
れ、長時間の連続運転に耐える温度条件を維持すること
ができる。In particular, even when oxygen gas or hydrogen gas is used alone, the pressure during use can be kept constant, and the gas can be supplied stably. In addition, by providing a circulation pump filter for filtering and cleaning the electrolytic solution in the electrolytic cell, continuous use for a long time became possible. Also, the heat generated by the electrolysis cools the protruding portions of the flat electrode plate,
In addition, the temperature is released to the outside by the radiator in the electrolyte circulation path, and a temperature condition that can withstand long-time continuous operation can be maintained.
【００４２】さらに、本発明の装置を用いて生成された
混合ガスを冷却器内で燃焼することによって、超高純度
水を容易にかつ安価に製造することができる。また、混
合器とバーナの接続系路中に電磁弁と逆火防止弁を混合
器、電磁弁、逆火防止弁、バーナの順に配列したので、
ガスの供給停止時に生ずる燃焼の逆流を電磁弁、逆火防
止弁による二重の手段により止めることができるので、
燃焼の逆流によって生ずる引火等の事故の発生を未然に
防ぐことができ、安全性を確保することができる。Further, by burning the mixed gas generated using the apparatus of the present invention in a cooler, ultra-high-purity water can be easily and inexpensively produced. Also, since the solenoid valve and the check valve are arranged in the order of the mixer, the solenoid valve, the check valve, and the burner in the connection line between the mixer and the burner,
The reverse flow of combustion that occurs when the supply of gas is stopped can be stopped by a double means using a solenoid valve and a check valve.
Accidents such as ignition caused by backflow of combustion can be prevented from occurring, and safety can be ensured.
【図１】本発明の一実施態様を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】一単位の電解セルの構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of one unit of an electrolytic cell.
【図３】酸素ガスタンク及び水素ガスタンク内の圧力調
整の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of pressure adjustment in an oxygen gas tank and a hydrogen gas tank.
【図４】超高純度水製造装置を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing an ultrapure water production apparatus.
【図５】電解セル冷却装置を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an electrolytic cell cooling device.
１ 平板状電極 ２ 電気絶縁枠 ３ 中間壁 ４ 溶液透過性板 ５ 酸素ガス放出口 ６ 水素ガス放出口 ７ 酸素ガス連結管 ８ 水素ガス連結管 ９ 電解酸素ガス室 １０ 電解水素ガス室 １１ 電解液補給口 １２ 電解液補給管 １３ 均圧口 １４ 均圧管 １５ 電解液補給タンク １６ 電解液 １７ 電解セル １８ 通水孔 １９ 直流電源 ２０ 酸素ガス管 ２１ 水素ガス管 ２２ 酸素ガスタンク ２３ 水素ガスタンク ２４ 圧力調整タンク ２５ 連通管 ２６ 酸素ガス放出バルブ ２７ 水素ガス放出バルブ ２８ 酸素ガスタンク水位検知器 ２９ 水素ガスタンク水位検知器 ３０ 酸素電磁弁 ３１ 水素電磁弁 ３２ 圧力スイッチ ３３ 圧力計 ３４ 混合器 ３５ バーナ ３６ 冷却壁 ３７ 冷却器 ３８ タンク ３９ フィルター ４０ 電磁弁 ４１ 逆火防止弁 ４２ 循環ポンプ ４３ 濾過器 ４４ 吸引管 ４５ 戻り管 ４６ フード ４７ 放熱器 ４８ 冷却扇 REFERENCE SIGNS LIST 1 flat electrode 2 electric insulating frame 3 intermediate wall 4 solution permeable plate 5 oxygen gas outlet 6 hydrogen gas outlet 7 oxygen gas connecting pipe 8 hydrogen gas connecting pipe 9 electrolytic oxygen gas chamber 10 electrolytic hydrogen gas chamber 11 replenishing electrolyte Port 12 Electrolyte replenishing pipe 13 Equalizing port 14 Equalizing pipe 15 Electrolyte replenishing tank 16 Electrolyte 17 Electrolysis cell 18 Water passage hole 19 DC power supply 20 Oxygen gas pipe 21 Hydrogen gas pipe 22 Oxygen gas tank 23 Hydrogen gas tank 24 Pressure adjustment tank 25 Communication pipe 26 Oxygen gas release valve 27 Hydrogen gas release valve 28 Oxygen gas tank water level detector 29 Hydrogen gas tank water level detector 30 Oxygen solenoid valve 31 Hydrogen solenoid valve 32 Pressure switch 33 Pressure gauge 34 Mixer 35 Burner 36 Cooling wall 37 Cooler 38 Tank 39 Filter 40 Solenoid valve 41 Backfire prevention valve 42 Circulation pump 4 Filter 44 the suction pipe 45 return pipe 46 Food 47 radiator 48 cooling fan
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 皓一 東京都新宿区新宿５丁目４番14号 スガ 試験機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−62979（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83503（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−140768（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Koichi Taniguchi 5-4-1-14 Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Suga Test Equipment Co., Ltd. (56) References JP-A-54-62979 (JP, A) JP-A Sho 64-83503 (JP, A) Japanese Utility Model 60-140768 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C25B 1/00-15/08
Claims (12)
発生する装置に於て、対面する２枚の電極板と、その中
間に空間を２分割する、下方が溶液透過性材、上方が溶
液・気体不透材で形成された中間壁をそれぞれ設け、か
つ分割空間上方にはガス排出管をそれぞれ設けた電解セ
ルからなる、酸素・水素ガスを個別に発生することを特
徴とする酸素・水素電解ガス発生装置。In an apparatus for generating oxygen gas and hydrogen gas by electrolyzing water, two facing electrode plates and a space therebetween are divided into two, a lower part is a solution permeable material, and an upper part is an upper part. Wherein oxygen and hydrogen gas are separately generated, each comprising an electrolytic cell provided with an intermediate wall formed of a solution / gas impermeable material and provided with a gas exhaust pipe above the divided space. -Hydrogen electrolysis gas generator.
有する電気絶縁材料からなり、上方にガス排出管を有す
る電気絶縁枠を設けたことを特徴とする請求項１記載の
酸素・水素電解ガス発生装置。2. The oxygen according to claim 1, wherein an electric insulating frame made of an electric insulating material having chemical resistance and having a gas exhaust pipe is provided between the electrode plate and the intermediate wall. -Hydrogen electrolysis gas generator.
続した酸素・水素電解ガス発生装置であって、両外端に
平板状電極の陽極と陰極を配し、両外端電極に挟まれた
中間の平板状電極には下方に通水孔を設け電解液の移動
を可能にしたことを特徴とする酸素・水素電解ガス発生
装置。3. An oxygen / hydrogen electrolysis gas generator comprising a plurality of the electrolysis cells according to claim 1 connected in series, wherein an anode and a cathode of a plate-like electrode are arranged at both outer ends, and sandwiched between the outer end electrodes. An oxygen / hydrogen electrolysis gas generator, characterized in that a water hole is provided below the intermediate plate-shaped electrode so that the electrolyte can move.
極を共有し、電解酸素ガス室に面する側は陽極とし、裏
面の電解水素ガス室に面する側は陰極として作用するこ
とを特徴とする請求項３記載の酸素・水素電解ガス発生
装置。4. The adjacent flat electrodes share one flat electrode, the side facing the electrolytic oxygen gas chamber functions as an anode, and the side facing the electrolytic hydrogen gas chamber on the back side functions as a cathode. The oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to claim 3, characterized in that:
管を設け、両管は電解液補給タンクと連結していること
を特徴とする請求項３記載の酸素・水素電解ガス発生装
置。5. The oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to claim 3, wherein an electrolyte supply tube and an equalizing tube are provided on the outer flat electrode, and both tubes are connected to an electrolyte supply tank. .
大として電気絶縁枠の外方に平板状電極板の外縁が露出
する露出部を設け、冷却扇で、この露出部を冷却して電
解セルの熱を外気に放出することを特徴とする請求項３
記載の酸素・水素電解ガス発生装置。6. An exposed portion where the outer edge of the flat electrode plate is exposed outside the electrical insulating frame by making the size of the flat electrode plate larger than the electric insulating frame, and the exposed portion is cooled by a cooling fan. 4. The heat of the electrolytic cell is released to the outside air by heating.
An oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to the above description.
濾過器と連通する連通管を設け、電解セル中の電解液を
循環ポンプで吸引し、濾過器で濾過後電解セルに戻すこ
とにより、電解セル中の電解液中に生ずる泡、不純物を
除去することを特徴とする請求項３記載の酸素・水素電
解ガス発生装置。7. A circulating pump is provided at both outer ends of the flat electrode.
A communication pipe communicating with the filter is provided, the electrolytic solution in the electrolytic cell is sucked by a circulation pump, and filtered and returned to the electrolytic cell by the filter to remove bubbles and impurities generated in the electrolytic solution in the electrolytic cell. The oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to claim 3, characterized in that:
ガスタンク、水素ガスタンクおよび圧力調整タンクから
なり、各ガスタンクの上方にはガス放出バルブを、底部
には圧力調整タンクの底部と連通する連通管を設け、各
ガスタンク内を水で充満した後、酸素ガス、水素ガスを
各タンクに水と置換して充填し、酸素ガスタンク内圧
力、および水素ガスタンク内圧力が連通管を通じて、圧
力調整タンク内圧力と一致させ、常に３つのタンク内圧
力を均圧になるようにしたことを特徴とする請求項３記
載の酸素・水素電解ガス発生装置。8. An oxygen gas tank for storing gas from each electrolytic gas chamber, a hydrogen gas tank, and a pressure adjusting tank. A gas release valve is provided above each gas tank, and a communication is provided at the bottom with the bottom of the pressure adjusting tank. A pipe is provided, and after filling each gas tank with water, each tank is filled with oxygen gas and hydrogen gas by replacing the water with water, and the pressure in the oxygen gas tank and the pressure in the hydrogen gas tank are passed through the communication pipe to the inside of the pressure adjustment tank. 4. The oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to claim 3, wherein the pressures are made equal to each other so that the three tank pressures are always equalized.
器の配管経路中に放熱器をもうけて、冷却扇で冷却電解
液温度の上昇を抑止することを特徴とする請求項７記載
の酸素・水素電解ガス発生装置。9. The oxygen according to claim 7, wherein a radiator is provided in a piping route of the circulation pump and the filter for circulating and filtering the electrolyte, and a rise in the temperature of the cooling electrolyte is suppressed by a cooling fan. -Hydrogen electrolysis gas generator.
水位検知器により作動し、ガスを放出する電磁弁を設け
たことを特徴とする請求項８記載の酸素・水素電解ガス
発生装置。10. A water level detector is provided in each gas tank,
9. The oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to claim 8, further comprising an electromagnetic valve which is activated by a water level detector and emits gas.
生装置を用いた超高純度水製造装置であって、酸素ガス
タンクおよび水素ガスタンクから放出される酸素および
水素を混合する混合器と、混合器から供給される混合ガ
スを燃焼するバーナと、燃焼後の水蒸気を冷却壁で冷却
・凝縮する冷却器と、生成された高純度の純水を貯留す
る貯水タンクと、外気を遮断するフィルタを設けたこと
を特徴とする酸素・水素電解ガスを利用した超高純度水
製造装置。11. An ultrapure water production apparatus using the oxygen / hydrogen electrolysis gas generator according to claim 8, comprising: a mixer for mixing oxygen and hydrogen discharged from an oxygen gas tank and a hydrogen gas tank; A burner that burns the mixed gas supplied from the vessel, a cooler that cools and condenses the steam after combustion on the cooling wall, a water storage tank that stores the generated high-purity pure water, and a filter that shuts off outside air An ultra-high-purity water production apparatus using an oxygen / hydrogen electrolysis gas.
逆火防止弁を混合器、電磁弁、逆火防止弁、バーナの順
に配列したことを特徴とする酸素・水素電解ガスを利用
した請求項１１記載の超高純度水製造装置。12. An oxygen / hydrogen electrolysis gas characterized in that a solenoid valve and a check valve are arranged in the order of a mixer, a solenoid valve, a check valve and a burner in the connecting line between the mixer and the burner. The ultra-high-purity water production apparatus according to claim 11, which is used.
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