JP3087206U - 大容量ブラウンガス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 電解槽内の温度を最適に維持することはもち
ろん、円筒や平板でなされた電解板の構造を変更させて
コンパクト化させることによって小さな空間でも大量の
ブラウンガスを生産できるようにする大容量ブラウンガ
ス発生装置を提供する。 【解決手段】 電解槽１２には小さな空間でも大容量の
ブラウンガスを発生できるように電解板１８を“Ｗ”字
形に形成し、電解液の温度をコントロールする自動冷却
部１４を設置した。また電解槽１２の上部にはガスを捕
集する捕集装置３０が設けられパッケージ化させた大容
量ブラウンガス発生装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案はブラウンガス発生装置に関する。ブラウンガスは、水の電気分解によ って得られる気体であって、水素と酸素の含量比が２：１の混合気体である。通 常、水を電気分解すると、陰極では水素が得られ、陽極では酸素が得られるが、 これらのガスを分離採集せずに一度に捕集したものがブラウンガスである。

【０００２】

【従来の技術】

ブラウンガスは、一般的な気体とは違って燃焼時インプロージョン(ｉｍｐｌ ｏｓｉｏｎ)現像を誘発する独特の性質を有する。すなわち、燃焼時爆発現像を 示さずに、火花が内部に集まりながら焦点を形成して周辺を真空化する。

【０００３】 その結果、ブラウンガスを燃焼させれば、融点が最も高いというタングステン も昇華させることができる程度の超高温を得ることができる。

【０００４】 また、熱線が外部に放出されず輻射熱によるエネルギー損失がないので、優秀 なエネルギー効率を有し、それ自体に酸素を含んでいるので、燃焼時別途の酸素 供給が不要である。また、燃焼生成物として水のみを生成するので、公害汚染問 題がない。

【０００５】 前記した長所のためにブラウンガス発生装置は、その性能及び安全性が着実に 改善されて、産業一般にあまねく用いられている。

【０００６】 韓国実用新案公報(登録番号：２０−２０３９２６(登録日２０００．０９．０ ８)によると、従来のブラウンガス発生装置の電解槽は、図１に図示されたよう に、外桶３２０内部に多数個の内桶３３０ａが絶縁体でなされた上下固定板３１ ０ａ、３１０ｂに固定されて、構成されている。内桶３３０ａは、電極として機 能する。内桶３３０ａは、望ましくは軟鋼表面に無電解または電解めっき方法で ニッケルめっきを施して製作され、その形状は、中空円柱（円筒）、中空四角柱 または中空多角柱等に多様に設定可能である。

【０００７】 前記電解槽に水及び電解質(水酸化カリウム(ＫＯＨ))を混合して製造した電解 液を充填する。中心棒３３０、直立型円筒３３０ａ及び最外郭円筒本体３２０は 、前記絶縁材質の上下固定板３１０ａ、３１０ｂに連結されていて、相互に絶縁 状態であるが、各構成部材間には電解液が充填されるので、中心棒３３０と最外 郭直立型円筒３２０に電流を印加することにより、前記の直立型円筒３３０ａは 交代で陽極(＋)と陰極(−)に設定される。

【０００８】 前記のように多数の直立型円筒に交代誘導電流を発生させることによって酸素 と水素が生成され、酸素と水素が混合されることによってブラウンガスが生成さ れる。

【０００９】 前記した電解槽では、電気分解によるブラウンガス生成時に、必然的に電流に よる熱が生じる。電解槽内の温度が摂氏６０〜７０℃の時、ブラウンガス生成量 は最大となり、それ以上の温度の時には、ブラウンガス生成量は著しく減少する 。したがってブラウンガス生成時の電解槽内の温度が一定温度以上に上昇する場 合には、電解槽内の電解液温度を低下させなければならない。

【００１０】 前記した電解槽内の電解液温度を低下させるために、従来では、図１に図示さ れた外桶の外周面に接し、広い熱放散面積を有するフィン（図示せず）が形成さ れる。前記フィンにファンを利用して冷たい空気を接触させて外桶を冷却するこ とによって、冷却された外桶と接する電解液が冷却される。

【００１１】 前記したように電解槽を空冷式で冷却する場合には、まず冷たい空気によって フィンと接した外桶が冷却され、冷却された外桶の内周面に界面接触することに よって電解液が冷却されるので、冷却時間遅延により冷却性能が低下する。

【００１２】 冷却性能の低下により、電解槽内の温度を最適なブラウンガス生成温度である ６０〜７０℃に維持するのが難しいため、結果的にブラウンガス生産能力が落ち る。

【００１３】 また、電解槽(電解板)の電解面積は、図１に図示されたように、同心円状に多 数重畳された円筒や平板及び多角形等で増大化されているが、前記した円筒や平 板または多角形等では電解面積の増大化に限界があった。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は前述したような問題点を解決するためになされたものであって、電解 槽内の温度を最適に維持するとともに、円筒や平板でなされた電解板の構造を変 更してコンパクト化することによって、小さな空間でも大量のブラウンガスを生 産できるようにする大容量ブラウンガス発生装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記の目的を達成するために、“Ｗ”字形の電解板が設けられた電 解槽と；前記電解槽の電解液を循環させながら電解液を熱交換させて、不足した 電解液を補充する電解液調節部と；前記電解槽内の電解液が熱交換機を通して熱 交換される際に、前記熱交換機を一定温度に冷却して、結果的に電解液の温度を 自動で低下させる自動冷却部とを含んで構成されたことを特徴とするブラウンガ ス発生装置を提供する。

【００１６】 本考案は、前記の目的を達成するために、前記“Ｗ”字形の電解板をすべて同 一の規格にして前記電解板に形成される電流密度が一致するようにすることによ って、電流密度の不均一によって発生する電気的エネルギーの損失が防止される ことを特徴とするブラウンガス発生装置を提供する。

【００１７】 本考案は、前記の目的を達成するために、前記電解槽の上部にはブラウンガス を１ケ所にすべて捕集できるように設けられた捕集装置がさらに含まれたことを 特徴とするブラウンガス発生装置を提供する。

【００１８】 本考案は、前記の目的を達成するために、前記電解槽内には、前記電解板の中 央に前記電解槽の空間を両側に分離する隔壁が設けられており、前記隔壁の両側 端には、前記両側に分離された空間が相互に通じるように多数の穴が形成されて 、電解液を強制的に循環させるための循環路が形成されることを特徴とするブラ ウンガス発生装置を提供する。

【００１９】 本考案は、前記の目的を達成するために、電解槽の上部に設けられ、その下部 まで充填された電解液がブラウンガス捕集過程でブラウンガス捕集装置に水が流 入しないように、電解液の飛び散って上がることを防止する多数の穴が形成され た水防止膜がさらに含まれたことを特徴とするブラウンガス発生装置を提供する 。

【００２０】 本考案は、前記の目的を達成するために、前記穴が形成された水防止膜は多層 で形成されたことを特徴とするブラウンガス発生装置を提供する。

【００２１】 本考案は、前記の目的を達成するために前記水防止膜に形成される穴をその上 層部や下層部に形成される穴の位置と重ならないように配列して電解液の飛び散 って上がることを低減させることを特徴とするブラウンガス発生装置を提供する 。

【００２２】

【考案の実施の形態】

以下、添付された図面を参照して本考案を詳細に説明すると次のようである。

【００２３】 本考案によるブラウンガス発生装置は、水及び電解質が充填されて、電解板が 設けられていて交代誘導電流によってブラウンガスを発生させる電解槽１２と、 前記電解槽の電解液を循環させながら電解液を熱交換させて、不足した電解液を 補充する電解液調節部１６と、電解槽内の電解液が熱交換機を通して熱交換され る時、前記熱交換機を一定温度に冷却して結果的には電解液の温度を自動で低下 させる自動冷却部１４で構成される。

【００２４】 図２ないし図４に図示されたように、電解槽１２に設けられた電解板１８は平 板を折り畳んで“Ｗ”字形に形成され、電解板１８全体には多数の循環穴２０が 形成されている。

【００２５】 そして電解槽１２には、所定の長さを有する前記した“Ｗ”字形に屈曲された 電解板１８が多重をなして微細な間隔を置いて規則的に配列されている。電解板 １８の数は必要によって増減させることができて電解板１８の曲率も必要によっ て変更できる。

【００２６】 電解槽１２には、電解板１８の中心を基準に電解槽の空間を両側に分割する隔 壁２２が設けられており、隔壁２２の両側端には多数の穴(図示せず）が形成さ れている。

【００２７】 前記した電解板１８に形成された循環穴２０と隔壁２２の両側端に形成された 穴は、電解槽１２内の電解液を強制的に循環させる際に、両側に隔壁２２によっ て分離された電解槽１２内の循環路として機能する。すなわち、電解液を循環さ せれば、隔壁２２を基準に両側に分離された一側の電解液が、電解板１８と隔壁 ２２の両側に形成された循環穴２０を通して他の一側の電解槽に流出し、反対に 対向側では流入する過程が繰り返される。

【００２８】 また、前記で電解板１８に形成された循環穴２０は、電解液を循環させて冷却 を容易にするとともに、発生したブラウンガスが電解板１８に吸着されて新しい ブラウンガスの発生を妨害しないように、電解液の循環によって吸着されたブラ ウンガスを電解板から離脱させる役割を有する。また“Ｗ”字形の電解板の規格 （仕様）がすべて同一であるので、電解板に形成される電流密度が同一である。 したがって、従来の円筒形のように電流密度の不均一による電気エネルギーの損 失を防ぐことができる。

【００２９】 ブラウンガスの発生に最も望ましい温度は、知られたように、電解槽１２内の 電解液の温度が約６０〜７０℃の時である。しかし、電気分解過程で高熱が発生 するため、電解槽１２の温度は、適切な冷却をしなければ上昇する。このとき、 ブラウンガス発生量が著しく減少する。

【００３０】 したがって、本考案においても、電解槽１２の一側に一般的な冷却部１４を設 け、電解槽１２内の電解液を熱交換機で循環させて、冷却部１４によって熱交換 機を冷却する。結果的に電解液の温度を低下させて電解槽１２内の温度を常に一 定な状態に維持できる。

【００３１】 電解液調節部１６は、電解槽１２内の電解液(ＫＯＨ)を循環させる循環用ポン プ２４と、水を供給する定量ポンプ２６、及び冷却部に流入した電解液が冷却さ れた後に熱交換されて電解槽内に再び循環されるようにする熱交換機２８で構成 されている。

【００３２】 電解槽１２の上部には発生されたガスを捕集する捕集装置３０が設けられてい る。既存のブラウンガス発生装置では、各々の電解槽にガス捕集装置が設けられ ていたが、本考案では、図５に図示されたように、電解槽１２の上部に、電解槽 で発生したすべてのブラウンガスを１ケ所に捕集できる捕集装置３０が設けられ ている。

【００３３】 捕集装置３０に捕集されたブラウンガスに水が含まれていると、ブラウンガス の特性に悪影響を及ぼす。このため、図６に図示されたように、捕集装置３０と 電解槽１２上部との間には、電解槽１２で起きる水が飛び散って上がることを防 止する水防止膜３２が多層で形成されている。捕集装置の一側には、捕集された ブラウンガス量によってブラウンガス生成を電気的に制御できるガス制御部が設 けられている。

【００３４】 水防止膜３２には多数の穴３４が形成されており、ブラウンガスは穴３４を通 して捕集装置３０に流出する。各水防止膜３２に形成される穴３４の位置は、そ の上下に対向配置される水防止膜３２に形成された穴３４の位置と重ならないよ うに設定され、結果的に、１ケ所からも水の飛び散って上がることが起きないよ うにする。前記で水防止膜３２を多層にするほど水の飛び散って上がることを減 少させることができるが、あまりにも層が多ければブラウンガスの流出路が詰ま って捕集するのが難しい。本考案ではこのような点を考慮して水防止膜３２を３ 層に形成した。

【００３５】

【考案の効果】

前述したように本考案によると、ブラウンガス発生装置は、電解槽を最適な温 度に維持することができる。また、電解槽内には、Ｗ字形の電解板が設けられて いる。このように、電解板の構造を変更することによって単位空間当たりの電解 板の面積を増大化させることにより、比較的小さな空間で、比較的多量のブラウ ンガスを生産することが可能となる。

【００３６】 また、上記の実施の形態のように、各々の電解板の規格が同一であって電解板 に形成される電流密度が同一であるように構成すれば、従来の円筒形のように電 流密度の不均一による電気エネルギーの損失が防止されるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のブラウンガス発生装置の電解槽を示した
概略図である。

【図２】本考案による大容量ブラウンガス発生装置の構
成図である。

【図３】本考案による大容量ブラウンガス発生装置の電
解槽に電解板が設けられた状態を概念的に示した平断面
図である。

【図４】本考案による大容量ブラウンガス発生装置の電
解槽に適用される電解板の斜視図である。

【図５】本考案による大容量ブラウンガス発生装置の電
解槽の上部に設けられるブラウンガス捕集装置を示した
図である。

【図６】本考案による大容量ブラウンガス発生装置の電
解槽に水防止膜と循環路が形成された状態を示した側断
面図である。

【符号の説明】

１２：電解槽 １４：自動冷却部 １６：電解液調節部 １８：電解板 ２０：循環穴 ２２：隔壁 ２４：循環用ポンプ ２６：定量ポンプ ２８：熱交換機 ３０：捕集装置 ３２：水防止膜 ３４：穴

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 “Ｗ”字形の電解板が設けられた電解槽
   と；前記電解槽の電解液を循環させながら電解液を熱交
   換させて、不足した電解液を補充する電解液調節部と；
   前記電解槽内の電解液が熱交換機を通して熱交換される
   際に、前記熱交換機を一定温度に冷却して、結果的に電
   解液の温度を自動で低下させる自動冷却部とを含んで構
   成されたことを特徴とする大容量ブラウンガス発生装
   置。
2. 【請求項２】 前記“Ｗ”字形の電解板をすべて同一の
   規格にして前記電解板に形成される電流密度が一致する
   ようにすることによって、電流密度の不均一によって発
   生する電気的エネルギーの損失が防止されることを特徴
   とする請求項１に記載の大容量ブラウンガス発生装置。
3. 【請求項３】 前記電解槽の上部にはブラウンガスを１
   ケ所にすべて捕集できるように設けられた捕集装置がさ
   らに含まれたことを特徴とする請求項１に記載の大容量
   ブラウンガス発生装置。
4. 【請求項４】 前記電解槽内には、前記電解板の中央に
   前記電解槽の空間を両側に分離する隔壁が設けられてお
   り、前記隔壁の両側端には、前記両側に分離された空間
   が相互に通じるように多数の穴が形成されて、電解液を
   強制的に循環させるための循環路が形成されることを特
   徴とする請求項１に記載の大容量ブラウンガス発生装
   置。
5. 【請求項５】 電解槽の上部に設けられ、その下部まで
   充填された電解液がブラウンガス捕集過程でブラウンガ
   ス捕集装置に水が流入しないように、電解液の飛び散っ
   て上がることを防止する多数の穴が形成された水防止膜
   がさらに含まれたことを特徴とする請求項１に記載の大
   容量ブラウンガス発生装置。
6. 【請求項６】 前記穴が形成された水防止膜は、多層で
   形成されたことを特徴とする請求項５に記載の大容量ブ
   ラウンガス発生装置。
7. 【請求項７】 前記水防止膜に形成される穴をその上層
   部や下層部に形成される穴の位置と重ならないように配
   列して電解液の飛び散って上がることを低減させること
   を特徴とする請求項５に記載の大容量ブラウンガス発生
   装置。