JP3219003U - 酸水素ガス供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】酸水素ガスの酸素ガス及び水素ガスの割合を調整できる酸水素ガス供給装置を提供する。【解決手段】ガス供給ユニット３と、調整ユニット４と、混合ユニット５とを備えている酸水素ガス供給装置２であって、ガス供給ユニット３は、水素ガス及び酸素ガスを生成する電解装置３１と、酸素ガスを供出する第１の連通管３２と、水素ガスを供出する第２の連通管３３とを具えており、調整ユニット４は、バッファータンク４１と、バッファータンク４１から流出する酸素ガスの流量を制御するスロットルバルブ４２とを具えており、混合ユニット５は、酸素ガス及び水素ガスを混合していて酸水素ガスにするように配置されている混合槽５１と、酸水素ガスを導出する第３の連通管５２と、酸素ガスの割合を測定する測定手段５３とを具えている。【選択図】図２

Description

本考案は酸水素ガス供給装置に関し、具体的には酸素ガス及び水素ガスの割合を調整することができる酸水素ガス供給装置に関する。

酸水素ガスは、電解液の電気分解により生成された酸素ガス（Ｏ_２）と水素ガス（Ｈ_２）との混合ガスである。

従来の電解反応により酸素ガスと水素ガスとの混合ガスを発生する装置、例えば図１に示される酸水素ガス発生装置１００は、電解液１０１を収容している電解槽１０２と、電解液１０１に浸入し、互いに所定の距離を開けるように電解槽１０２内に設置されている複数の電極板１０３と、複数の電極板１０３に電気的に接続されている電源供給器１０４と、電解槽１０２と連通している排出管１０５とを備えている。電源供給器１０４で複数の電極板１０３に通電することにより、電解液１０１を電解して酸水素ガスを生じる。そして発生された酸水素ガスが排出管１０５により、外部へ輸送される。

酸水素ガスは、用途に応じてそれぞれ最適な酸素ガス及び水素ガスの割合がある。しかし、酸水素ガス発生装置１００の電解槽１０２により発生された酸水素ガスの酸素ガス及び水素ガスの割合が固定されるため、排出管１０５により外部へ輸送された酸水素ガスの酸素ガス及び水素ガスの割合も同様に固定されてしまう。

上記のように、従来の酸素ガスと水素ガスとの混合ガスを発生する装置は、用途に対応してそれぞれ最適な酸素ガス及び水素ガスの割合の酸水素ガスを得ることが困難である。

よって、本考案は上記問題点に鑑みて、酸水素ガスの酸素ガス及び水素ガスの割合を調整することができる酸水素ガス供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための手段として、本考案は、以下の酸水素ガス供給装置の提供を目的とする。即ち、ガス供給ユニットと、調整ユニットと、混合ユニットとを備えている酸水素ガス供給装置であって、
ガス供給ユニットは、電解により酸素ガス及び水素ガスを生成する電解装置と、電解装置と連通していて、酸素ガスを供出するように配置されている第１の連通管と、電解装置と連通していて、水素ガスを供出するように配置されている第２の連通管とを具えており、
調整ユニットは、ガス供給ユニットの第１の連通管と連通しているバッファータンクと、バッファータンクと連通していてバッファータンクから流出する酸素ガスの流量を制御するスロットルバルブとを具えており、
混合ユニットは、ガス供給ユニットの第２の連通管及び調整ユニットのスロットルバルブとそれぞれ連通していて、第１の連通管とスロットルバルブとを経由して輸送されてきた酸素ガス及び第２の連通管を経由して輸送されてきた水素ガスを混合して酸水素ガスにするように配置されている混合槽と、混合槽と連通していて、混合槽内の酸水素ガスを導出するように配置されている第３の連通管と、混合槽内の酸素ガスの割合を測定するように配置されている測定手段とを具えている酸水素ガス供給装置を提供する。

上記構成により、本考案の酸水素ガス供給装置は、従来の酸水素ガス発生装置に基づいて、酸素ガス及び水素ガスを混合して酸水素ガスにするように配置されている混合槽、酸素ガスの流量を制御するスロットルバルブ、混合槽内の酸素ガスの割合を測定するように配置されている測定手段などの手段を加えることにより混合槽内の酸素ガス及び水素ガスの割合を調整させることができる。

従来の酸水素ガス発生装置が示される模式図である。 本考案に係る酸水素ガス供給装置が示される模式図である。

図２は本考案に係る酸水素ガス供給装置２が示される模式図である。図示のように、該酸水素ガス供給装置２は、ガス供給ユニット３と、調整ユニット４と、混合ユニット５とを備えている。

ガス供給ユニット３は、電解により水素ガス及び酸素ガスを生成する電解装置３１と、電解装置３１と連通していて、酸素ガスを供出するように配置されている第１の連通管３２と、電解装置３１と連通していて、水素ガスを供出するように配置されている第２の連通管３３と、逆火を防止する逆火防止器３４とを具えている。

該電解装置３１は、電解液を収容する電解槽３１１と、電解槽３１１内の電解液に浸るように電解槽３１１内に配列されている複数の電極板３１２と、電極板３１２に電圧を印加する電源供給器３１３とを具えている。

該電解装置３１において、該電源供給器３１３から電圧を印加される複数の電極板３１２により、電解槽３１１に収容されている電解液を電解することにより、水素ガス及び酸素ガスを生成する。

逆火防止器３４は、後述する混合ユニット５の混合槽５１とガス供給ユニット３の電解装置３１との間に介在している第２の連通管３３に組み込まれている。本実施形態では、該逆火防止器３４としては、例えば、水封式逆火防止器または乾式逆火防止器を用いることができる。

調整ユニット４は、ガス供給ユニット３の第１の連通管３２と連通しているバッファータンク４１と、バッファータンク４１と連通していてバッファータンク４１から流出する酸素ガスの流量を制御するスロットルバルブ４２と、バッファータンク４１と連通している圧力逃し弁４３とを具えている。

圧力逃し弁４３は、バッファータンク４１内の気圧を測定して酸水素ガス供給装置２の外部にバッファータンク４１内の過剰な酸素ガスを排出することによりバッファータンク４１内の気圧を調整するように配置されている。本実施形態では、該圧力逃し弁４３として、例えば、ニードルバルブを用いることができる。

混合ユニット５は、ガス供給ユニット３の第２の連通管３３及び調整ユニット４のスロットルバルブ４２とそれぞれ連通していて、第１の連通管３２とスロットルバルブ４２とを経由して輸送されてきた酸素ガス及び第２の連通管３３を経由して輸送されてきた水素ガスを混合していて酸水素ガスにするように配置されている混合槽５１と、混合槽５１と連通していて、混合槽５１内の酸水素ガスを導出するように配置されている第３の連通管５２と、混合槽５１内の酸水素ガスにおける酸素ガスの割合を測定するように配置されている測定手段５３とを具えている。

以下、上記構成を備えた酸水素ガス供給装置２により酸水素ガスを発生する過程を説明する。

電源供給器３１３をオンにして複数の電極板３１２に電力を提供すると、電解槽３１１内の電解液が電解されて固定量の酸素ガス及び水素ガスが生成する。該酸素ガスは第１の連通管３２に導入され、且つ該水素ガスは第２の連通管３３に導入される。

電解槽３１１内の酸素ガス及び水素ガスの分離方法は、例えば、酸素ガス及び水素ガスの比重が異なる特性を利用して、酸素ガスを供出する第１の連通管３２及び水素ガスを供出する第２の連通管３３を、それぞれ電解槽３１１の側壁の上下２箇所に分けて配置する方法を採ることができる。勿論、上記の方法に限定されずに、別の装置または構成により同様な分離効果を達成してもよい。

第２の連通管３３に導入された水素ガスは、全て混合槽５１内に輸送される。一方、第１の連通管３２に導入された酸素ガスは、調整ユニット４のバッファータンク４１内に輸送され、そしてスロットルバルブ４２によりバッファータンク４１から流出する酸素ガスの流量が制御されながら混合槽５１内に輸送される。

混合槽５１内において、酸素ガス及び水素ガスとが所定の割合で混合されてて酸水素ガスになり、そして混合された酸水素ガスは第３の連通管５２より導出される。混合ユニット５の測定手段５３は、混合槽５１内の酸素ガスの割合を測定して当該測定結果に基づいてスロットルバルブ４２を制御する。

逆火防止器３４は、第２の連通管３３に組み込まれていて、第２の連通管３３における水素ガスにより発生し得る逆火を防止する。第２の連通管３３に逆火による爆発が生じた場合に、電解槽３１１に及ぶ延焼を防ぐために、該逆火防止器３４が作動されて水素ガスの供給を遮断させる。

圧力逃し弁４３は、バッファータンク４１と連通していてバッファータンク４１内の気圧を測定する。過剰な酸素ガスを酸水素ガス供給装置２の外部に排出することで、バッファータンク４１内の気圧の過大による破裂を防止する。

バッファータンク４１から混合槽５１に流入する酸素ガスは、スロットルバルブ４２によりその流量が制御され、これにより混合槽５１内において混合された酸水素ガスの酸素ガス及び水素ガスの割合が制御される。

したがって、溶接や殺菌や保健などの多様な用途に応じて、酸素ガス及び水素ガスの割合が最適に調整された酸水素ガスを提供することが可能である。

例えば、水素ガスを７５％〜７９％、酸素ガスを２５％〜２１％とすることで、人体に吸収されるための健康上有益な酸水素ガスを提供できる。また、混合槽５１に酸素ガスが輸送されないように、即ち、混合槽５１内において水素ガスの割合を１００％とすれば、支燃性ガスまたは浄化ガスとして使用することができる。

上記のように記載された構成によって、本考案に係る酸水素ガス供給装置２は、スロットルバルブ４２を利用してバッファータンク４１から混合槽５１に流入している酸素ガスの流量を制御することによって、混合槽５１内において各用途に対応して酸水素ガスの酸素ガス及び水素ガスの割合を簡単に調整することができる。そのため、産業上の利用可能性がある。

２ 酸水素ガス供給装置
３ ガス供給ユニット
３１ 電解装置
３１１ 電解槽
３１２ 電極板
３１３ 電源供給器
３２ 第１の連通管
３３ 第２の連通管
３４ 逆火防止器
４ 調整ユニット
４１ バッファータンク
４２ スロットルバルブ
４３ 圧力逃し弁
５ 混合ユニット
５１ 混合槽
５２ 第３の連通管
５３ 測定手段
１００ 酸水素ガス発生装置
１０１ 電解液
１０２ 電解槽
１０３ 電極板
１０４ 電源供給器
１０５ 気体輸送管

Claims (5)

1. ガス供給ユニットと、調整ユニットと、混合ユニットとを備えている酸水素ガス供給装置であって、
   前記ガス供給ユニットは、
   電解により酸素ガス及び水素ガスを生成する電解装置と、
   前記電解装置と連通していて、酸素ガスを供出するように配置されている第１の連通管と、
   前記電解装置と連通していて、水素ガスを供出するように配置されている第２の連通管とを具えており、
   前記調整ユニットは、
   前記ガス供給ユニットの前記第１の連通管と連通しているバッファータンクと、
   前記バッファータンクと連通していて前記バッファータンクから流出する酸素ガスの流量を制御するスロットルバルブとを具えており、
   前記混合ユニットは、
   前記ガス供給ユニットの前記第２の連通管及び前記調整ユニットの前記スロットルバルブとそれぞれ連通していて、前記第１の連通管と前記スロットルバルブとを経由して輸送されてきた酸素ガス及び前記第２の連通管を経由して輸送されてきた水素ガスを混合して酸水素ガスにするように配置されている混合槽と、
   前記混合槽と連通していて、前記混合槽内の酸水素ガスを導出するように配置されている第３の連通管と、
   前記混合槽内の酸素ガスの割合を測定するように配置されている測定手段とを具えていることを特徴とする酸水素ガス供給装置。
2. 前記調整ユニットは、前記調整ユニットの前記バッファータンクと連通していて、前記バッファータンク内の気圧を測定して酸水素ガス供給装置の外部に前記バッファータンク内の過剰な酸素ガスを排出するように配置されている圧力逃し弁を更に具えていることを特徴とする請求項１に記載の酸水素ガス供給装置。
3. 前記調整ユニットは、前記調整ユニットの前記バッファータンクと連通していて、酸水素ガス供給装置の外部に前記バッファータンク内の過剰な酸素ガスを排出して前記バッファータンク内の気圧を調整するように配置されている圧力逃し弁を更に具えていることを特徴とする請求項１に記載の酸水素ガス供給装置。
4. 前記混合ユニットの前記混合槽と前記ガス供給ユニットの前記電解装置との間に介在している前記第２の連通管に逆火防止器が組み込まれていることを特徴とする請求項１に記載の酸水素ガス供給装置。
5. 前記ガス供給ユニットの前記電解装置は、
   電解液を収容する電解槽と、
   前記電解槽内の電解液に浸るように前記電解槽内に配列されている複数の電極板と、
   前記電極板に電圧を印加する電源供給器とを具えていることを特徴とする請求項１に記載の酸水素ガス供給装置。
   

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