JP4929404B2 - Electrolysis using electrolysis - Google Patents

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  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Description

本発明は電気分解を利用した電解装置及びこれの気液分離装置、特に電気分解を利用して得られた混合ガスを工業用のガスとして発生させる改良された電解装置及びこれの気液分離装置に関するものである。   The present invention relates to an electrolysis apparatus using electrolysis and a gas-liquid separation apparatus therefor, in particular, an improved electrolysis apparatus for generating a mixed gas obtained using electrolysis as an industrial gas, and a gas-liquid separation apparatus therefor It is about.

水を電気分解して水素と酸素の混合ガスすなわちブラウンガスを短時間に大量に発生させ、これを溶融炉あるいは燃焼炉などに用いる技術はすでに特許文献1として公知である。また、このような技術を実現したブラウンガス発生器も販売されており、例えばB.E.S.T.KOREA CO.,LTD.社製のブラウンガス発生器が知られている。(www.browngas.com)   A technique in which water is electrolyzed to generate a large amount of a mixed gas of hydrogen and oxygen, that is, a brown gas, in a short time and used in a melting furnace or a combustion furnace is already known as Patent Document 1. In addition, a brown gas generator that realizes such a technology is also available. E. S. T.A. KOREA CO. , LTD. The company's Brown gas generator is known. (Www.browngas.com)

また、このようなブラウンガスあるいは電気分解発生ガスに好適なガス発生装置として、特許文献2あるいは特許文献3が知られており、電解槽と正極および負極電極並びに両極電極間に配置された中間電極の構造も知られている。   Further, Patent Literature 2 or Patent Literature 3 is known as a gas generator suitable for such Brown gas or electrolysis gas, and an electrolytic cell, a positive electrode, a negative electrode, and an intermediate electrode disposed between both electrodes. The structure of is also known.

特許第3130014号Japanese Patent No. 3130014 特開2004−137528号公報JP 2004-137528 A 特開昭63−303087号公報JP 63-303087 A

従来提案されている電気分解ガス発生装置(電解装置)においては充分に満足のいく効率を得ることができないという問題があった。この結果、装置は一般的に大型化し且つ重量の大きな装置となっていた。   Conventionally proposed electrolysis gas generators (electrolyzers) have a problem in that sufficiently satisfactory efficiency cannot be obtained. As a result, the apparatus is generally large and heavy.

また、従来提案されている電解装置においては、例えば水を電気分解した場合、発生した水素と酸素の混合ガスが、発生当初はガスと液体がまざった状態として取り出されてしまい、このままでは、良好な工業用のガスとしては用いられないという問題があった。   Further, in the electrolyzer proposed in the past, for example, when water is electrolyzed, the generated mixed gas of hydrogen and oxygen is taken out as a mixed state of gas and liquid at the beginning of generation. There is a problem that it is not used as an industrial gas.

本発明の目的は、新たな機構の組み合わせにより、電気分解により発生するガスを効率よく連続大量に発生させることができる電解装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electrolyzer capable of efficiently and continuously generating a large amount of gas generated by electrolysis by a combination of new mechanisms.

また、本発明の目的は、電気分解により発生するガスから液体の分離を効果的に行なうことができる電解装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an electrolyzer capable of effectively separating a liquid from a gas generated by electrolysis.

本発明の電気分解を利用した電解装置は、電解液を充填した電解槽と、前記電解槽内の電解液中に浸漬された正極電極及び負極電極と、前記両電極間に両電極に対して及び互いに絶縁して配置され、両電極間電圧をそれぞれ分圧して受ける複数の中間電極と、前記両電極に直流交番電圧を印加する電源装置と、前記電解槽を密閉すると共に、電気分解により発生した、水素と酸素との混合ガスを排出する排出口を有する密閉蓋と、電解槽の上部であって密閉蓋との間に配置され電解槽にて泡状に発生した混合ガスと電解液とを分離する気液分離装置と、排出口に接続され、混合ガスから液体分を分離する第一気液分離装置と、を含む。   An electrolysis apparatus using electrolysis according to the present invention includes an electrolytic bath filled with an electrolytic solution, a positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic bath, and both electrodes between the two electrodes. And a plurality of intermediate electrodes arranged to be insulated from each other and receiving the voltage between both electrodes, a power supply device for applying a DC alternating voltage to both electrodes, and the electrolytic cell being sealed and generated by electrolysis A sealed lid having a discharge port for discharging a mixed gas of hydrogen and oxygen, and a mixed gas generated in a foam shape in the electrolytic cell and the electrolytic solution disposed between the sealed lid and the upper part of the electrolytic cell; And a first gas-liquid separator that is connected to the discharge port and separates a liquid component from the mixed gas.

そして、前記気液分離装置は、隔壁にて複数室に分けられた有底分離室を有し、各隔壁及び各室の底には開口が設けられる。   The gas-liquid separator has a bottomed separation chamber divided into a plurality of chambers by partition walls, and an opening is provided in each partition wall and the bottom of each chamber.

そして、前記第一気液分離装置は、混合ガスが下部から上部に向けて流れる第一分離室と、外周が前記第一分離室の内壁に接し、その一部と前記第一分離室の内壁との間に混合ガスが流れる隙間を有する複数のじゃま板と、を有する。   The first gas-liquid separation device includes a first separation chamber in which a mixed gas flows from a lower portion toward an upper portion, an outer periphery that is in contact with an inner wall of the first separation chamber, and a part thereof and an inner wall of the first separation chamber. And a plurality of baffle plates having gaps through which the mixed gas flows.

また、本発明の電気分解を利用した電解装置は、電解液を充填した電解槽と、前記電解槽内の電解液中に浸漬された正極電極及び負極電極と、前記両電極間に両電極に対して及び互いに絶縁して配置され、両電極間電圧をそれぞれ分圧して受ける複数の中間電極と、前記両電極に直流交番電圧を印加する電源装置と、前記電解槽を密閉すると共に、電気分解により発生した、水素と酸素との混合ガスを排出する排出口を有する密閉蓋と、電解槽の上部であって密閉蓋との間に配置され電解槽にて泡状に発生した混合ガスと電解液とを分離する気液分離装置と、排出口に接続され、混合ガスから液体分を分離する第二気液分離装置と、を含む。   The electrolysis apparatus using electrolysis according to the present invention includes an electrolytic bath filled with an electrolytic solution, a positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic bath, and both electrodes between the two electrodes. And a plurality of intermediate electrodes which are arranged to be insulated from each other and receive a voltage between both electrodes, a power supply device which applies a DC alternating voltage to both electrodes, and the electrolytic cell is sealed and electrolyzed And a sealed lid having a discharge port for discharging a mixed gas of hydrogen and oxygen generated by the above, and an electrolysis of the mixed gas generated in the electrolytic cell in the form of bubbles and disposed between the upper portion of the electrolytic cell and the sealed lid A gas-liquid separator that separates the liquid, and a second gas-liquid separator that is connected to the outlet and separates the liquid from the mixed gas.

そして、前記気液分離装置は、隔壁にて複数室に分けられた有底分離室を有し、各隔壁及び各室の底には開口が設けられ、前記第二気液分離装置は、外筒と内筒からなる二重円筒であり、その上部が閉塞された第二分離室と、先端が前記外筒から筒内に挿入され、その先端に設けられた横穴から混合ガスを前記外筒の内面に沿ってらせん状に下降するように噴出する噴出管と、前記内筒に差し込まれ、その内筒の上部で一端が開放してそこから混合ガスを抽出する抽出管と、を有する。   The gas-liquid separator has a bottomed separation chamber divided into a plurality of chambers by a partition, and an opening is provided in the bottom of each partition and each chamber. It is a double cylinder comprising a cylinder and an inner cylinder, the second separation chamber whose upper part is closed, and the distal end is inserted into the cylinder from the outer cylinder, and the mixed gas is introduced into the outer cylinder from a lateral hole provided at the distal end. And an extraction pipe which is inserted into the inner cylinder and has one end opened at the upper part of the inner cylinder to extract the mixed gas therefrom.

また、前記第二気液分離装置は、前記第二分離室の下部と前記電解槽とを接続して混合ガスから分離した液体分を前記電解槽に帰還させる管路に設けられ、前記電解槽から前記第二分離装置に向かう流体の流れを阻止する逆止弁を有することができる。   Further, the second gas-liquid separation device is provided in a pipe line connecting the lower part of the second separation chamber and the electrolytic cell to return the liquid component separated from the mixed gas to the electrolytic cell, and the electrolytic cell And a check valve for preventing a flow of fluid toward the second separation device.

本発明の電解装置によれば、新たな機構の組み合わせにより、電気分解により発生するガスを効率よく連続大量に発生させることができる。   According to the electrolysis apparatus of the present invention, a gas generated by electrolysis can be efficiently and continuously generated in a large amount by a combination of new mechanisms.

また、本発明の電解装置によれば、電気分解を利用した電解装置で発生したガスから液体の分離を効果的に行なうことができる。   Further, according to the electrolysis apparatus of the present invention, it is possible to effectively separate the liquid from the gas generated in the electrolysis apparatus using electrolysis.

また、分離された液体を再び電解装置へ効果的に帰還させ、長時間にわたって少ないメンテナンスにて連続運転を可能とすることができる。   In addition, the separated liquid can be effectively returned to the electrolysis apparatus again, and continuous operation can be performed with little maintenance over a long period of time.

本発明に係る燃焼ガス発生装置の好適な第1実施形態を示す概略構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram which shows suitable 1st Embodiment of the combustion gas generator which concerns on this invention. 図1における燃焼ガス発生装置の要部を示す断面図。Sectional drawing which shows the principal part of the combustion gas generator in FIG. 図2における中間電極の支持構造を示す要部斜視図。The principal part perspective view which shows the support structure of the intermediate electrode in FIG. 図4Aは、図3と同様に、図2における中間電極の支持構造を示す要部斜視図であり、図4Bは、下側固定板の断面図である。4A is a perspective view of the main part showing the support structure of the intermediate electrode in FIG. 2, as in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the lower fixing plate. 第1実施形態における電解槽と冷却装置との関係を示す平面図。The top view which shows the relationship between the electrolytic vessel and cooling device in 1st Embodiment. 第1実施形態における第1気液分離装置の詳細を示す平面図。The top view which shows the detail of the 1st gas-liquid separation apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における、電解槽外部に設けられた多段気液分離装置を示す概略説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic explanatory drawing which shows the multistage gas-liquid separation apparatus provided in the electrolytic cell exterior in 1st Embodiment. 第1実施形態における第2気液分離装置を示す要部断面図。The principal part sectional view showing the 2nd gas-liquid separation device in a 1st embodiment. 図8における気液分離室の内部を示す平面図。The top view which shows the inside of the gas-liquid separation chamber in FIG. 第1実施形態における第2気液分離装置の上部に設けられた防爆装置を示す要部断面図。The principal part sectional drawing which shows the explosion-proof apparatus provided in the upper part of the 2nd gas-liquid separator in 1st Embodiment. 第1実施形態における第3気液分離装置を示す概略説明図。Schematic explanatory drawing which shows the 3rd gas-liquid separation apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における第4気液分離装置の除湿管を示す平面図。The top view which shows the dehumidification pipe | tube of the 4th gas-liquid separator in 1st Embodiment. 第1実施形態における第4気液分離装置の他の除湿管を示す平面図。The top view which shows the other dehumidification pipe | tube of the 4th gas-liquid separator in 1st Embodiment. 第1実施形態における第5気液分離装置の概略構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows schematic structure of the 5th gas-liquid separation apparatus in 1st Embodiment. 第1実施形態における第6気液分離装置を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the 6th gas-liquid separator in 1st Embodiment. 本発明に係る車載用燃焼ガス発生装置の好適な実施形態を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows suitable embodiment of the vehicle-mounted combustion gas generator which concerns on this invention. 図16の第2実施形態の電解槽を示す要部斜視図。The principal part perspective view which shows the electrolytic cell of 2nd Embodiment of FIG. 図17における電解槽の内部構造を示す分解斜視図。The exploded perspective view which shows the internal structure of the electrolytic vessel in FIG. 第3実施形態における冷却装置を示す概略説明図。Schematic explanatory drawing which shows the cooling device in 3rd Embodiment. 第3実施形態における沈殿物除去装置を示す概略説明図。Schematic explanatory drawing which shows the deposit removal apparatus in 3rd Embodiment. 正負電極の切り替え装置を示す概略説明図。The schematic explanatory drawing which shows the switching apparatus of a positive / negative electrode. 第4実施形態における、燃焼ガス発生装置に接続された気液分離装置を示す概略説明図。Schematic explanatory drawing which shows the gas-liquid separator connected to the combustion gas generator in 4th Embodiment. 第4実施形態における第7気液分離装置を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the 7th gas-liquid separator in 4th Embodiment. 図23における気液分離室の内部を示す平面図。The top view which shows the inside of the gas-liquid separation chamber in FIG.

図1には本発明に係る、電解装置の好適な第1実施形態の概略構成が示されている。なお、本実施形態においては、電解装置の一例として燃焼用のガスを発生させる燃焼ガス発生装置を挙げ、この装置について説明する。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a preferred first embodiment of an electrolysis apparatus according to the present invention. In the present embodiment, a combustion gas generator that generates combustion gas is taken as an example of an electrolysis apparatus, and this apparatus will be described.

電解槽10には水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムなどの電解液11が充填されており、この電解液11中に正極および負極電極が浸漬されている。本実施形態において、正極電極12は電解槽10のほぼ中央に固定された金属製電極棒からなり、一方負極電極13は電解槽10自体が兼用している。   The electrolytic bath 10 is filled with an electrolytic solution 11 such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, and a positive electrode and a negative electrode are immersed in the electrolytic solution 11. In the present embodiment, the positive electrode 12 is made of a metal electrode rod fixed substantially at the center of the electrolytic cell 10, while the negative electrode 13 is also used by the electrolytic cell 10 itself.

本発明における電極構造は、前記正極電極12と負極電極13との間に、複数の中間電極14が配置され、これら複数の中間電極14は前記両電極12,13に対して絶縁され、また中間電極14自体が互いに絶縁して配置され、この結果、正極電極12と負極電極13との間に印加された直流電圧は各中間電極14によってそれぞれ分圧されることとなる。   In the electrode structure according to the present invention, a plurality of intermediate electrodes 14 are disposed between the positive electrode 12 and the negative electrode 13, and the plurality of intermediate electrodes 14 are insulated from both the electrodes 12, 13, The electrodes 14 themselves are arranged so as to be insulated from each other. As a result, the DC voltage applied between the positive electrode 12 and the negative electrode 13 is divided by each intermediate electrode 14.

前記両電極12,13間に電気分解を行うための電圧を印加するために、両電極間には電源装置15が接続されている。   In order to apply a voltage for electrolysis between the electrodes 12 and 13, a power supply device 15 is connected between the electrodes.

本発明において、この電源装置15は両電極12,13に直流交番電圧を印加する。本発明における電源装置15がこのように単なる連続的な直流電圧でなくパルス状の直流交番電圧を各電極12,13に供給することにより、供給電圧を増加し、また電解液11中を流れる電流密度を大きくすることが可能となる。   In the present invention, the power supply device 15 applies a DC alternating voltage to both electrodes 12 and 13. The power supply device 15 according to the present invention supplies not only a continuous DC voltage but a pulsed DC alternating voltage to the electrodes 12 and 13, thereby increasing the supply voltage and the current flowing in the electrolyte 11. The density can be increased.

そして、前述した正極電極12、負極電極13及び中間電極14の電極配置とこの直流交番電圧を印加する電源装置15との組み合わせによって、本発明によれば、電解液11を効率よく電気分解することが可能となる。   According to the present invention, the electrolytic solution 11 can be efficiently electrolyzed by the combination of the electrode arrangement of the positive electrode 12, the negative electrode 13, and the intermediate electrode 14 described above and the power supply device 15 that applies the DC alternating voltage. Is possible.

周知のように、例えば水の電気分解においては、電解液から発生した生成物質が電極に付着して、電気分解が急速に減衰してしまう現象が生じる。   As is well known, in the electrolysis of water, for example, a phenomenon occurs in which a product generated from an electrolytic solution adheres to an electrode and the electrolysis is rapidly attenuated.

このために、従来においては、電解液11を強制循環するために外付けのポンプを設けるなどの改良が行われていたが、このような強制循環方式では、循環のためにエネルギーを損失し、全体の効率が著しく低下するという問題があった。   For this reason, in the past, improvements such as providing an external pump to forcibly circulate the electrolyte solution 11 have been performed. However, in such a forced circulation system, energy is lost for circulation, There was a problem that the overall efficiency was significantly reduced.

このような問題を解消するために、本実施形態においては、前記電解槽に自然循環型の冷却装置を設置することを特徴とする。   In order to solve such a problem, the present embodiment is characterized in that a natural circulation type cooling device is installed in the electrolytic cell.

図1において、冷却装置は符号16にて示され、電解槽10の上下両端に接続された冷却フィン17を含み、電解槽10内の電解液11を冷却フィン17内に自然循環させて電解槽10の外部にて冷却し、これを再び電解槽10内に戻すことによって、液温を最適に保つと共に、電解物質が電極12あるいは13の周囲に付着して、電気分解の機能が低下することを確実に防止することができる。   In FIG. 1, the cooling device is denoted by reference numeral 16, includes cooling fins 17 connected to the upper and lower ends of the electrolytic cell 10, and the electrolytic solution 11 in the electrolytic cell 10 is naturally circulated in the cooling fins 17 so as to electrolyze the electrolytic cell. Cooling outside 10 and returning it back to the electrolytic cell 10 keeps the liquid temperature optimal, and the electrolytic substance adheres to the periphery of the electrode 12 or 13 to lower the electrolysis function. Can be reliably prevented.

もちろん、本発明において、このような冷却装置17による自然循環を行うことなく、他の強制循環を用いることも可能である。   Of course, in this invention, it is also possible to use another forced circulation, without performing the natural circulation by such a cooling device 17. FIG.

直流交番電圧が電極12,13間に印加されると、本発明にかかる燃焼ガス発生装置はただちに水素と酸素との混合ガスを発生する。この混合ガスを大気に逃がさないように、電解槽10には密閉蓋18が気密状態で固定配置され、電解槽を密閉する。この密閉蓋18には排出口19が設けられており、電気分解により発生した混合ガスがこの排出口19を通って外部に導かれる。   When a DC alternating voltage is applied between the electrodes 12 and 13, the combustion gas generator according to the present invention immediately generates a mixed gas of hydrogen and oxygen. In order not to let this mixed gas escape to the atmosphere, a sealing lid 18 is fixed and arranged in the airtight state in the electrolytic cell 10 to seal the electrolytic cell. The sealing lid 18 is provided with a discharge port 19, and a mixed gas generated by electrolysis is guided to the outside through the discharge port 19.

本発明において、混合ガスの発生は極めて迅速に行われ、電気分解による混合ガスの発生は電源投入から1分以内に開始され、このガス発生は継続し、大量の混合ガスを連続的に発生することができる。ガスの発生が急激であることから、混合ガスは電解液との泡状の混合状態で排出口19から外部に導かれる。したがってこのままの気液混合状態では、燃焼ガスとして用いることはできないので、本発明においては、混合ガスから液体分を分離するために少なくとも2段の気液分離装置20,21が直列接続されている。各気液分離装置20,21から分離された液体は戻し路22を介して電解槽10に返却される。   In the present invention, the generation of the mixed gas is performed very quickly, and the generation of the mixed gas by electrolysis is started within one minute from the power-on, and this gas generation continues and a large amount of the mixed gas is continuously generated. be able to. Since the generation of gas is rapid, the mixed gas is guided to the outside from the outlet 19 in a foamed mixed state with the electrolyte. Therefore, since it cannot be used as a combustion gas in the gas-liquid mixed state as it is, in the present invention, at least two stages of gas-liquid separators 20 and 21 are connected in series in order to separate the liquid component from the mixed gas. . The liquid separated from the gas-liquid separators 20 and 21 is returned to the electrolytic cell 10 via the return path 22.

したがって、本発明によれば、装置を連続的に作動させても、電解質はほとんど減少することはなく、混合ガスとして分解された水分のみを補給すれば、連続的に混合ガスの発生を継続することが可能となる。   Therefore, according to the present invention, even when the apparatus is continuously operated, the electrolyte is hardly reduced. If only the decomposed water is supplied as the mixed gas, the generation of the mixed gas is continued. It becomes possible.

図2には、図1に示した本発明の好適な第1実施形態のさらに具体化された燃焼ガス発生装置の要部が示されている。   FIG. 2 shows a main part of the combustion gas generator further embodied in the first preferred embodiment of the present invention shown in FIG.

電解槽10はこの実施形態において、縦長の有底筒状の金属体からなり、負極電極13を兼用している。電解槽10内には実施形態において水酸化ナトリウムなどの電解液11が充填され、この電解液11内に正極電極12が浸漬された状態で電解槽10内に固定される。正極電極12は金属円筒からなり、その上端においてフランジ23を介して電極端子24と一体的に結合している。   In this embodiment, the electrolytic cell 10 is made of a vertically long bottomed cylindrical metal body and also serves as the negative electrode 13. In the embodiment, the electrolytic bath 10 is filled with an electrolytic solution 11 such as sodium hydroxide, and the positive electrode 12 is immersed in the electrolytic solution 11 and fixed in the electrolytic bath 10. The positive electrode 12 is made of a metal cylinder and is integrally coupled to the electrode terminal 24 via a flange 23 at the upper end thereof.

前記正極電極12を電解槽10内に固定配置するために、電解槽10には正極電極12の上下に上側固定板25及び下側固定板26を配置している。   In order to fix and arrange the positive electrode 12 in the electrolytic cell 10, an upper fixing plate 25 and a lower fixing plate 26 are arranged above and below the positive electrode 12 in the electrolytic cell 10.

図3、4Aには、図2に示した正極電極12の上側固定板25及び下側固定板26の詳細が示され、これらの固定板25,26は、各電極を絶縁状態に配置するためにプラスチック、テフロン(登録商標)、セラミックなどの絶縁材から形成されている。   3 and 4A show details of the upper fixing plate 25 and the lower fixing plate 26 of the positive electrode 12 shown in FIG. 2, and these fixing plates 25 and 26 are used for arranging the electrodes in an insulated state. Further, it is made of an insulating material such as plastic, Teflon (registered trademark), or ceramic.

上側固定板25の中央には、正極電極12の電極端子24が貫通する貫通穴27が設けられ、また上側固定板25の底面においては、前記正極電極12と電極端子24とを結合するフランジ23を受け入れる円柱溝28が設けられ、正極電極12と上側固定板25とは一体的に強固に結合される。上側固定板25には6個の長穴29が等間隔に半径方向に沿って設けられており、この長穴29を通して電気分解により発生した水素と酸素の混合ガスが電解液と混ざって泡状に電解槽10の上部に排出される。   A through hole 27 through which the electrode terminal 24 of the positive electrode 12 passes is provided in the center of the upper fixing plate 25, and a flange 23 that couples the positive electrode 12 and the electrode terminal 24 is provided on the bottom surface of the upper fixing plate 25. Is provided, and the positive electrode 12 and the upper fixing plate 25 are integrally and firmly coupled to each other. The upper fixing plate 25 is provided with six elongated holes 29 along the radial direction at equal intervals, and a mixed gas of hydrogen and oxygen generated by electrolysis through the elongated holes 29 is mixed with the electrolyte to form a bubble. Is discharged to the upper part of the electrolytic cell 10.

一方、下側固定板26も、電気絶縁材からなり、上面に設けられたリング状の電極支持溝30によって、正極電極12の下端が支持されている。   On the other hand, the lower fixing plate 26 is also made of an electrical insulating material, and the lower end of the positive electrode 12 is supported by a ring-shaped electrode support groove 30 provided on the upper surface.

また、下側固定板26の中央には透孔31が設けられ、さらに下側固定板26を貫通してその径方向に放射状に設けられた複数の小貫通孔32によって電解槽10内の電解液11が下側固定板26を通過して移動可能となっている。   In addition, a through hole 31 is provided in the center of the lower fixing plate 26, and further, electrolysis in the electrolytic cell 10 is performed by a plurality of small through holes 32 that pass through the lower fixing plate 26 and are provided radially in the radial direction. The liquid 11 can move through the lower fixing plate 26.

図4Aから明らかなように、下側固定板26の裏面には、径方向に放射状に設けられた6筋の溝33が設けられ、電解液11の移動を容易にすると共に、電気分解によって発生する異物あるいは混入した塵埃等をこの溝33に溜めることができる。   As is clear from FIG. 4A, the back surface of the lower fixing plate 26 is provided with six streaks 33 provided radially in the radial direction to facilitate the movement of the electrolyte solution 11 and to be generated by electrolysis. Foreign matter or mixed dust can be collected in the groove 33.

このような下側固定板26は、電解槽10の内部において、その底部に配置された円盤状の簀の子34の上に置かれ、この状態で、前記溝33はその一部が下側固定板26の側方に延び、開口部35を形成し後述する冷却装置への導路を形成している。   Such a lower fixing plate 26 is placed on the disk-shaped scissors 34 disposed at the bottom of the electrolytic cell 10, and in this state, a part of the groove 33 is the lower fixing plate. 26 extends to the side of 26, and an opening 35 is formed to form a conduit to a cooling device to be described later.

図4Bは、下側固定板26の断面図である。この図から明らかなように、小貫通孔32は断面略円錐形状である。具体的には、下側固定板26の上面に形成される小貫通孔32の径r1は、下側固定板26の下面に形成される小貫通孔32の径r2より大きい。小貫通孔32をこのような形状にすることにより、電気分解によって発生する異物あるいは混入した塵埃等が小貫通孔32を通過して、下側固定板26の上側から下側に移動し易くすると共に、下側固定板26の下側から上側に移動することを抑制することができる。   FIG. 4B is a cross-sectional view of the lower fixing plate 26. As is apparent from this figure, the small through hole 32 has a substantially conical cross section. Specifically, the diameter r1 of the small through hole 32 formed on the upper surface of the lower fixing plate 26 is larger than the diameter r2 of the small through hole 32 formed on the lower surface of the lower fixing plate 26. By forming the small through-hole 32 in such a shape, foreign matters generated by electrolysis or mixed dust etc. pass through the small through-hole 32 and easily move from the upper side of the lower fixing plate 26 to the lower side. At the same time, the movement from the lower side to the upper side of the lower fixing plate 26 can be suppressed.

本実施形態において、負極電極13は電解槽10自体が受け持ち、前記正極電極12との間に直流交番電圧が印加される。   In the present embodiment, the negative electrode 13 is handled by the electrolytic cell 10 itself, and a DC alternating voltage is applied between the negative electrode 13 and the positive electrode 12.

この時の印加電圧は6〜200ボルトの間で任意に選択され、この時の電解液11を流れる電流は10〜400アンペアに達している。   The applied voltage at this time is arbitrarily selected from 6 to 200 volts, and the current flowing through the electrolyte 11 at this time reaches 10 to 400 amperes.

また、本発明において印加電圧の交番周波数は1Hz〜40kHzに設定されている。   In the present invention, the alternating frequency of the applied voltage is set to 1 Hz to 40 kHz.

従って、本発明によれば、正極及び負極電極12,13間には高電圧、高電流をかけることができ、極めて効率の良い電気分解を継続的に行うことができ、この結果、ガス発生装置として小型化および軽量化を図ることが可能となる。   Therefore, according to the present invention, a high voltage and a high current can be applied between the positive electrode and the negative electrode 12 and 13, and an extremely efficient electrolysis can be continuously performed. As a result, it is possible to reduce the size and weight.

前述した高電圧、高電流は、単なる正極、負極電極12,13間に印加すると、急速な電気分解によって、電解液には局所的な激しい電気分解が発生し、電解液11に不均一な領域が生じ、全体として電気分解効率を引き下げる要素となる。   When the above-described high voltage and high current are simply applied between the positive electrode and the negative electrode 12, 13, rapid electrolysis causes local intense electrolysis in the electrolyte, resulting in a non-uniform region in the electrolyte 11. As a result, the electrolysis efficiency is lowered as a whole.

本発明においては、このような不均一な分布発生を防止するために、正極電極12と負極電極13すなわち電解槽10との間には複数の中間電極14が設けられ、電気分解を電解槽10内で均一に行わせることを可能としている。   In the present invention, in order to prevent the occurrence of such uneven distribution, a plurality of intermediate electrodes 14 are provided between the positive electrode 12 and the negative electrode 13, that is, the electrolytic cell 10, and electrolysis is performed in the electrolytic cell 10. It is possible to carry out uniformly in the inside.

図2から図4において、この中間電極は符号14で示され、この実施形態においては複数の金属製同心円筒として形成されている。これらの複数の中間電極は、図3、4に詳細に示されるように、上側固定板25及び下側固定板26のそれぞれ底面及び上面に設けられた複数の中間電極支持溝40,41にはめ込まれ、電解槽10内にて複数の中間電極14が、各正極電極12及び負極電極13そして中間電極14同士においても互いに絶縁した状態で電解槽10内に配置されることとなる。   2 to 4, this intermediate electrode is denoted by reference numeral 14, and in this embodiment is formed as a plurality of metallic concentric cylinders. As shown in detail in FIGS. 3 and 4, these plurality of intermediate electrodes are fitted into a plurality of intermediate electrode support grooves 40, 41 provided on the bottom and top surfaces of the upper fixing plate 25 and the lower fixing plate 26, respectively. Thus, the plurality of intermediate electrodes 14 in the electrolytic cell 10 are disposed in the electrolytic cell 10 in a state of being insulated from each other in the positive electrode 12, the negative electrode 13, and the intermediate electrodes 14.

この中間電極14を複数配置することによって、電解液11は隣接する電極間で分離され、印加電圧も各分離された電極対ごとに分圧されるので、急激な電気分解が局部的に発生することを防止し、電解液11の全域に渡って安定した電気分解作用を得ることができる。   By disposing a plurality of intermediate electrodes 14, the electrolyte solution 11 is separated between adjacent electrodes, and the applied voltage is also divided for each separated electrode pair, so that rapid electrolysis occurs locally. This can be prevented and a stable electrolysis action can be obtained over the entire area of the electrolytic solution 11.

以上のようにして、本発明によれば、効率の良い電気分解を行い、大量の水素と酸素との混合ガスを連続的に発生することができるが、さらに、電気分解の効率を改善するためにはガス発生装置に冷却装置を設けることが効果的である。   As described above, according to the present invention, efficient electrolysis can be performed and a mixed gas of a large amount of hydrogen and oxygen can be continuously generated. Further, in order to improve the efficiency of electrolysis For this, it is effective to provide a cooling device in the gas generator.

すなわち、本発明者らの実験によれば、水酸化ナトリウムを電解液として用いた場合、最も効率の良い電気分解を行うためには、電解液の温度をほぼ50〜80℃に設定することが好適であることが突きとめられた。   That is, according to the experiments by the present inventors, when sodium hydroxide is used as the electrolytic solution, the temperature of the electrolytic solution can be set to approximately 50 to 80 ° C. in order to perform the most efficient electrolysis. It has been determined that it is suitable.

このために、本実施形態においては、電解槽10の外側に自然循環による空冷の冷却装置16が設けられている。   For this purpose, in the present embodiment, an air-cooling cooling device 16 by natural circulation is provided outside the electrolytic cell 10.

また、この自然循環型冷却装置16によれば、電解液11を電解槽10内において順次移動させ、この自然循環によって、電気分解の時に生じる生成物質が各電極12,13に付着して、電気分解作用を低下させることを確実に防止することが可能であった。   Further, according to the natural circulation type cooling device 16, the electrolytic solution 11 is sequentially moved in the electrolytic cell 10, and by this natural circulation, the product generated at the time of electrolysis adheres to the electrodes 12, 13 and the electric It was possible to reliably prevent the degradation effect from being lowered.

この冷却装置は、基本的に2枚の平板状フィン42,43を電解槽10の外周に並列的に配置し、電解槽10との間を上端にて導路44a,44b,45a,45bにて結び、また下向を同様に導路46a,46b,47a,47bにて結合している。これらの導路と対向して、電解槽10には開口48,49が設けられ電解槽10内の電解液11はその上部から冷却フィン42,43に導かれ、各フィン42,43から電解槽10の下部に向かって流れ込む自然循環型の水冷冷却路を形成することができる。   In this cooling device, basically, two flat fins 42 and 43 are arranged in parallel on the outer periphery of the electrolytic cell 10, and lead paths 44 a, 44 b, 45 a and 45 b are formed at the upper end between the electrolytic cell 10. In addition, the downward direction is similarly connected by the guiding paths 46a, 46b, 47a, 47b. Opposite to these conducting paths, openings 48 and 49 are provided in the electrolytic cell 10, and the electrolytic solution 11 in the electrolytic cell 10 is guided from the upper part to the cooling fins 42 and 43, and from each fin 42 and 43 to the electrolytic cell. Thus, a natural circulation type water-cooled cooling path that flows toward the lower part of 10 can be formed.

本発明において、この冷却装置16は必ずしも必須ではなく、冷却装置16が無い場合にも、充分に従来に比して良好な電気分解作用を得ることができたが、この冷却装置16を設けることによって、前述した最適な温度条件を維持し、また電解液11の循環によって電気分解効率を低下させないという二重の効果を得ることができ、装置として有用性を著しく高めることができた。   In the present invention, the cooling device 16 is not necessarily essential, and even when the cooling device 16 is not provided, it was possible to obtain a sufficiently good electrolysis effect as compared with the prior art, but this cooling device 16 is provided. Thus, the above-mentioned optimum temperature condition can be maintained, and the double effect that the electrolysis efficiency is not lowered by the circulation of the electrolyte solution 11 can be obtained, and the usefulness as an apparatus can be remarkably improved.

前記中間電極14は、任意の枚数配置することができるが、本実施形態においては、電解槽10の大きさに従って、各電極間距離を1mmから20mmに設定した。   Although any number of the intermediate electrodes 14 can be arranged, according to the size of the electrolytic cell 10, the distance between the electrodes is set to 1 mm to 20 mm in the present embodiment.

本発明において、この電極間距離に対しては、直流交番電圧の交番周波数を比例関係に置くことが効率の良い電気分解を得るために有用であった。   In the present invention, it has been useful to obtain an efficient electrolysis by placing the alternating frequency of the DC alternating voltage in a proportional relationship with respect to the distance between the electrodes.

すなわち、電極間距離が増加するに伴い、交番周波数を増加させ、これによって、電気分解の効率を最適値に維持することが可能であった。   That is, as the inter-electrode distance increases, the alternating frequency is increased, whereby the electrolysis efficiency can be maintained at the optimum value.

このようにして、前述したように冷却装置16の作用によって、温度を最適値に保ち、また電気分解を阻害する化学物質を電極周辺に滞留させないという大きな利点がある。   In this way, as described above, there is a great advantage that the temperature of the cooling device 16 is maintained at an optimum value and chemical substances that inhibit electrolysis do not stay around the electrode due to the action of the cooling device 16.

以上のようにして、本発明によれば、電気分解を高電圧高電流にて行い、効率よく連続的な大量ガス発生を可能とするが、発生したガスは電解槽から液と混合した泡状になって排出され、このまま液を含んだ状態では燃焼ガスとして用いることができない。本発明においては、このような気液混合ガスを、外部からの動力を与えることなく静的に気液分離することにより、効率よく燃焼ガスを取り出すことができた。   As described above, according to the present invention, electrolysis is performed at a high voltage and a high current, and a large amount of gas can be generated efficiently and continuously. In this state, the liquid cannot be used as a combustion gas. In the present invention, such a gas-liquid mixed gas is statically gas-liquid separated without applying external power, and the combustion gas can be taken out efficiently.

このために、本発明においては、電解槽10から発生した水素と酸素との混合ガスから液体分から分離する少なくとも2段直列接続された気液分離装置を設けている。   For this purpose, in the present invention, there is provided a gas-liquid separator connected in series in at least two stages for separating from a liquid component from a mixed gas of hydrogen and oxygen generated from the electrolytic cell 10.

本実施形態において、第1段の気液分離装置は、電解槽10の上部に配置されている。この第1気液分離装置は電解槽10にて泡状に発生した混合ガスと電解液とを分離するものであり、図6に示される有底円筒状のプラスチック製分離室49を有する。この分離室49は中央に通孔50を有し、この通孔50内を前述した正極電極12の電極端子24が通り抜ける。   In the present embodiment, the first-stage gas-liquid separator is disposed on the upper part of the electrolytic cell 10. This first gas-liquid separator is for separating the mixed gas generated in the electrolytic cell 10 in the form of bubbles and the electrolytic solution, and has a bottomed cylindrical plastic separation chamber 49 shown in FIG. The separation chamber 49 has a through hole 50 in the center, and the electrode terminal 24 of the positive electrode 12 described above passes through the through hole 50.

分離室49は内部が6室に分けられ、各室間には隔壁51が設けられている。各隔壁51にはそれぞれ複数の開口52が設けられ、また分離室49の底には図6で示されるように各室毎に開口53が設けられている。   The separation chamber 49 is divided into six chambers, and a partition wall 51 is provided between the chambers. Each partition wall 51 is provided with a plurality of openings 52, and the bottom of the separation chamber 49 is provided with an opening 53 for each chamber as shown in FIG.

そして、分離室49の上面には絶縁材の板からなる分離蓋54が分離室49を封止し、この分離蓋54に設けられた開口55から多くの液体成分が除去された混合ガスが取り出される。   A separation lid 54 made of an insulating material seals the upper surface of the separation chamber 49 to seal the separation chamber 49, and a mixed gas from which many liquid components have been removed is taken out from an opening 55 provided in the separation lid 54. It is.

図2から明らかなように、この分離蓋54の上部には、電解槽10を封止する密閉蓋18が固定され、前記開口55と一致した位置に設けられた排出口19より、電解槽10外へ混合ガスが取り出されることとなる。   As is clear from FIG. 2, a sealing lid 18 that seals the electrolytic cell 10 is fixed to the upper portion of the separation lid 54, and the electrolytic cell 10 is discharged from the discharge port 19 provided at a position that coincides with the opening 55. The mixed gas will be taken out.

図6の矢印は、第1気液分離室49に導かれた気液混合体が各隔壁51の開口52を通って排出口19から取り出される経路を示し、各室を通過する度に、気液混合体はその方向が分散され、液体成分が分離室49の底部から電解槽10内に落下し、効果的に気液分離が行われることが理解される。   The arrows in FIG. 6 indicate the paths through which the gas-liquid mixture guided to the first gas-liquid separation chamber 49 is taken out from the discharge port 19 through the openings 52 of the respective partition walls 51. It is understood that the direction of the liquid mixture is dispersed, and the liquid component falls into the electrolytic cell 10 from the bottom of the separation chamber 49, so that gas-liquid separation is effectively performed.

前述した正極電極12の電極端子24は密閉蓋18を貫通して上方に突出し、閉止ナット56によって密閉蓋18に強固に固定され、また電極端子24と密閉蓋18との間はOリングなどを用いた気密閉止部57によって気密に閉止される。   The electrode terminal 24 of the positive electrode 12 mentioned above penetrates the sealing lid 18 and protrudes upward, and is firmly fixed to the sealing lid 18 by a closing nut 56, and an O-ring or the like is provided between the electrode terminal 24 and the sealing lid 18. The airtight stopper 57 used is airtightly closed.

以上述べたように、第1気液分離装置は電解槽内の上部に設けられているが、本実施形態において、多段配置された気液分離装置は更に電解槽10の外部に複数段配置されている。   As described above, the first gas-liquid separation device is provided in the upper part of the electrolytic cell, but in this embodiment, the multi-stage gas-liquid separation device is further arranged in a plurality of stages outside the electrolytic cell 10. ing.

図7は、このような本実施形態の全体構成が示され、電解槽10の外部に設けられた5段の気液分離によって、最終的な排出口58からは、直ちに燃焼に供することのできる、乾燥混合ガスを得ることが可能となる。   FIG. 7 shows the overall configuration of the present embodiment, which can be immediately subjected to combustion from the final outlet 58 by the five-stage gas-liquid separation provided outside the electrolytic cell 10. It becomes possible to obtain a dry mixed gas.

図7において、電解槽10の外部に配置される気液分離装置は、第2気液分離装置60、第3気液分離装置61、第4気液分離装置62、第5気液分離装置63、そして第6気液分離装置59からなり、混合ガスは電解槽10からこの順番を経て最終的な排出口58に導かれる。   In FIG. 7, the gas-liquid separator disposed outside the electrolytic cell 10 includes a second gas-liquid separator 60, a third gas-liquid separator 61, a fourth gas-liquid separator 62, and a fifth gas-liquid separator 63. The mixed gas is led from the electrolytic cell 10 to the final outlet 58 through this order.

図8には、本実施形態における第2気液分離装置60の好適な実施例が示されている。   FIG. 8 shows a preferred example of the second gas-liquid separator 60 in the present embodiment.

電解槽10の密閉蓋18の上には、排出口19にあわせて第2気液分離室64が固定されている。この分離室64はほぼ円筒形状からなり、その上部には複数のじゃま板65が配置され、その上部の側壁に導管66が設けられている。   A second gas-liquid separation chamber 64 is fixed on the sealing lid 18 of the electrolytic cell 10 according to the discharge port 19. The separation chamber 64 has a substantially cylindrical shape, and a plurality of baffle plates 65 are arranged on the upper portion thereof, and a conduit 66 is provided on the upper side wall thereof.

図9は、第2気液分離室64内に設けられているじゃま板65の概略図が示され、各じゃま板65はその外周が第2気液分離室64の内壁に固定されているが、その一部65aが下方に折り曲げられ、第2気液分離室64との間に隙間67が設けられ、この隙間から混合ガスが順次導管66に向かって上昇する。前述したように、混合ガスの温度は約65℃前後で電解槽10から排出されるが、第2気液分離室64はほぼ常温に保たれており、この結果高湿度の混合ガスは前記じゃま板65により冷やされ、液分が混合ガスから分離される。   FIG. 9 shows a schematic view of the baffle plate 65 provided in the second gas-liquid separation chamber 64, and the outer circumference of each baffle plate 65 is fixed to the inner wall of the second gas-liquid separation chamber 64. Part 65a is bent downward, and a gap 67 is provided between the second gas-liquid separation chamber 64, and the mixed gas sequentially rises toward the conduit 66 from this gap. As described above, the temperature of the mixed gas is discharged from the electrolytic cell 10 at about 65 ° C., but the second gas-liquid separation chamber 64 is kept at a substantially normal temperature. As a result, the high-humidity mixed gas is not disturbed. The liquid is separated from the mixed gas by being cooled by the plate 65.

また、この第2気液分離装置60は、分離室64の上に防爆機構が併設されていることを特徴とする。この防爆機構は図10に詳細に示され、第2気液分離室64の上部に固定された外リング68とこの外リングにねじ結合する内リング69とからなる。そして、両リング68,69の間にOリング70を介して金属薄板71が挟み込まれている。したがって、この防爆機構によれば、通常は金属薄板71が第2気液分離室64を機密に封止しているが、この金属薄板71の両面のいずれかの方向から圧力が加わった場合には、所定の圧力以上で金属薄板が外れ或いは破られ、第2気液分離室64内の圧力を外部に逃がすことができる。水素と酸素との混合ガスの場合、水素の爆発と、水素と酸素とが反応して水に戻るいわゆる爆縮の両現象が生じ、爆発の場合には金属薄板71は外側に破れ、また爆縮の場合には逆に内側に破れて圧力の均等化を図る。いずれの場合においても、第2気液分離室64において爆発或いは爆縮を効果的に吸収することができる。尚、金属薄板71に僅かな傷を付けておくことで破れを生じ易くすることもできる。   In addition, the second gas-liquid separation device 60 is characterized in that an explosion-proof mechanism is provided on the separation chamber 64. This explosion-proof mechanism is shown in detail in FIG. 10 and comprises an outer ring 68 fixed to the upper part of the second gas-liquid separation chamber 64 and an inner ring 69 screwed to the outer ring. A thin metal plate 71 is sandwiched between the rings 68 and 69 via an O-ring 70. Therefore, according to this explosion-proof mechanism, the thin metal plate 71 normally seals the second gas-liquid separation chamber 64 in a secret manner, but when pressure is applied from either direction of the thin metal plate 71. The metal thin plate is detached or broken at a predetermined pressure or higher, and the pressure in the second gas-liquid separation chamber 64 can be released to the outside. In the case of a mixed gas of hydrogen and oxygen, both an explosion of hydrogen and a so-called implosion phenomenon in which hydrogen and oxygen react to return to water occur, and in the case of an explosion, the metal thin plate 71 is torn outward and explodes. In the case of contraction, on the other hand, it breaks inward to equalize the pressure. In any case, explosion or implosion can be effectively absorbed in the second gas-liquid separation chamber 64. It should be noted that the metal thin plate 71 can be easily broken by being slightly scratched.

図8において、第2気液分離室64の下方側壁には注水管72の一端が固定され、またその他端には注水蓋73が設けられている。本発明において、多段気液分離装置はいずれも分離された液を電解槽10へ戻す働きを行い、このために、ガス発生装置を長時間稼働させて電気分解による混合ガスを多量に発生させても電解質は外部に漏洩することがない。このために、本発明によれば、外部からの補充は水のみでよく、図8に示した注水管72によって必要な水の補給が行われる。   In FIG. 8, one end of a water injection pipe 72 is fixed to the lower side wall of the second gas-liquid separation chamber 64, and a water injection lid 73 is provided at the other end. In the present invention, each of the multistage gas-liquid separators functions to return the separated liquid to the electrolytic cell 10, and for this purpose, the gas generator is operated for a long time to generate a large amount of mixed gas by electrolysis. However, the electrolyte does not leak to the outside. For this reason, according to the present invention, only the water needs to be replenished from the outside, and the necessary water is replenished by the water injection pipe 72 shown in FIG.

図11は、第3気液分離装置61を示し、分離室74は二重円筒形状をしており、上部が閉塞されている。そして内筒75の中には細い抽出管76が差し込まれ、この抽出管76の一端が内筒75の上部で開放している。そして、分離室74の外筒77の下端はロウト状に細い管となり、この細管77aが図7に示されるように冷却フィンを通って電解槽10に接続されている。一方、外筒77の上部には、前記導管66の先端が絞り78を介して開放し、混合ガスがこの絞りから外筒77の内部に噴出し、この混合ガスが内筒75を通って抽出管76に達するまでの行程において液が混合ガスから更に分離され、電解槽10へ戻される。   FIG. 11 shows the third gas-liquid separator 61, in which the separation chamber 74 has a double cylindrical shape, and its upper portion is closed. A thin extraction tube 76 is inserted into the inner cylinder 75, and one end of the extraction tube 76 is opened at the upper portion of the inner cylinder 75. The lower end of the outer cylinder 77 of the separation chamber 74 is a funnel-like thin tube, and the thin tube 77a is connected to the electrolytic cell 10 through cooling fins as shown in FIG. On the other hand, at the upper part of the outer cylinder 77, the tip of the conduit 66 is opened through a restriction 78, and a mixed gas is ejected from the restriction into the outer cylinder 77, and this mixed gas is extracted through the inner cylinder 75. The liquid is further separated from the mixed gas in the process of reaching the pipe 76 and returned to the electrolytic cell 10.

第4気液分離装置62は、混合ガスを除湿する装置であり、図12に示すように、抽出管76の先端にらせん状の除湿管80が接続されている。この除湿管80の上方には冷却ファン82が設けられており、混合ガスは除湿管80の中で除湿され、このとき発生した液分は混合ガス通過路に設けられたドレンパイプから電解槽10に戻される。   The fourth gas-liquid separation device 62 is a device for dehumidifying the mixed gas, and as shown in FIG. 12, a spiral dehumidification tube 80 is connected to the tip of the extraction tube 76. A cooling fan 82 is provided above the dehumidifying pipe 80, and the mixed gas is dehumidified in the dehumidifying pipe 80, and the generated liquid is discharged from the drain pipe provided in the mixed gas passage to the electrolytic cell 10. Returned to

図13には、第4気液分離装置62の他の実施例が示されており、この実施例は、除湿管80が図12の実施例と異なり、矩形状に近接して折り曲げられた形状からなる。図12の円形状の除湿管80と同様に、図13の除湿管80に対しても冷却用のファンによって冷風が与えられ、所望の除湿作用が行われる。   FIG. 13 shows another embodiment of the fourth gas-liquid separator 62. In this embodiment, the dehumidifying tube 80 is bent close to a rectangular shape unlike the embodiment of FIG. Consists of. Similarly to the circular dehumidifying tube 80 shown in FIG. 12, the dehumidifying tube 80 shown in FIG. 13 is supplied with cold air by a cooling fan to perform a desired dehumidifying action.

図14には本発明の実施例における第5気液分離装置63が示され、その構造は第3気液分離装置と類似し、外筒81、内筒82からなる二重円筒と抽出管83を含み、除湿した液体は細管81aから電解槽10に戻される。   FIG. 14 shows a fifth gas-liquid separator 63 according to an embodiment of the present invention, the structure of which is similar to that of the third gas-liquid separator, and a double cylinder composed of an outer cylinder 81 and an inner cylinder 82 and an extraction pipe 83. The dehumidified liquid is returned to the electrolytic cell 10 from the thin tube 81a.

第5気液分離装置63が第3気液分離装置61と異なる点は、除湿管80の先端が外筒81から筒内に挿入され、この除湿管80の先端に設けられた横孔80aから混合ガスが外筒81の内面に沿って若干下向きに向け噴出されることであり、この結果、混合ガスは外筒81内を図示の様にらせん状に下降しながら移動し、更に内筒82を通って抽出管83に導かれる。したがって、この構造により、乾燥度の高い混合ガスを得ることができる。   The fifth gas-liquid separator 63 is different from the third gas-liquid separator 61 in that the tip of the dehumidifying tube 80 is inserted into the cylinder from the outer cylinder 81, and from the horizontal hole 80 a provided at the tip of the dehumidifying tube 80. The mixed gas is jetted slightly downward along the inner surface of the outer cylinder 81. As a result, the mixed gas moves in the outer cylinder 81 while being spirally lowered as shown in the drawing, and further, the inner cylinder 82 is moved. It is guided to the extraction pipe 83 through the passage. Therefore, this structure makes it possible to obtain a mixed gas with a high degree of dryness.

図15は、第6気液分離装置59を示し、その構造は第2気液分離装置と類似するが、ガス入路が分離室88の上部に設けられ、混合ガスが下部から排出されることが第2気液分離装置と異なり、図15において入管が83で出管が84で示されている。このような入出路位置の相違によって、第6気液分離装置59ではじゃま板85の折り曲げ部86は上方に向かっている。第2気液分離装置と同様に第6気液分離装置においてもこの気液分離室85の上方には防爆機構87が設けられている。第6気液分離装置59から排出された液分も冷却フィンを介して電解槽10に戻される。   FIG. 15 shows a sixth gas-liquid separation device 59, the structure of which is similar to that of the second gas-liquid separation device, but the gas inlet is provided in the upper part of the separation chamber 88 and the mixed gas is discharged from the lower part. Unlike the second gas-liquid separator, FIG. 15 shows an inlet pipe 83 and an outlet pipe 84. Due to such a difference in the entrance / exit path position, the bent portion 86 of the baffle plate 85 is directed upward in the sixth gas-liquid separator 59. Similarly to the second gas-liquid separator, an explosion-proof mechanism 87 is provided above the gas-liquid separator chamber 85 in the sixth gas-liquid separator. The liquid component discharged from the sixth gas-liquid separator 59 is also returned to the electrolytic cell 10 through the cooling fin.

以上のようにして、多段気液分離装置を用いることによって、排出された混合ガスは著しく高い乾燥度に保たれ、これをそのまま燃焼ガスとして直ちに利用することが可能となる。   As described above, by using the multistage gas-liquid separation device, the discharged mixed gas is kept at a very high dryness, and can be immediately used as a combustion gas as it is.

図16、17、18には、本発明にかかる燃焼ガス発生装置を車載するために好適な形態とした実施形態が示され、基本的に矩形の箱形形状に構成されている。   16, 17, and 18 show an embodiment suitable for mounting the combustion gas generation device according to the present invention on the vehicle, and basically a rectangular box shape is configured.

この第2実施形態においても、原理的には第1実施形態と全く同様であるが、形状を矩形の箱形としたことにより、例えば車載のバッテリなどの代わりにエンジンルームに置くこともでき、第1実施形態のような円柱形状より車載時のスペースユーティリティが高いという利点がある。   Even in the second embodiment, in principle, it is exactly the same as the first embodiment, but by adopting a rectangular box shape, for example, it can be placed in the engine room instead of an in-vehicle battery, There is an advantage that the space utility at the time of vehicle mounting is higher than the cylindrical shape as in the first embodiment.

電解槽100は負極を兼ね、正極電極101との間には電源装置116から直流交番電圧が印加されている。また電解槽100内には矩形の中間電極102が複数枚配置されている。   The electrolytic cell 100 also serves as a negative electrode, and a DC alternating voltage is applied to the positive electrode 101 from the power supply device 116. A plurality of rectangular intermediate electrodes 102 are disposed in the electrolytic cell 100.

電解槽100の両側方には、それぞれ複数の冷却フィン105,106が設けられ、これによって電解液の温度を50〜80℃の最適状態に保ち、また電解液を自然循環することによって電気分解による生成物質が電極周囲に滞留して電気分解の作用を阻害することを防止している。   A plurality of cooling fins 105 and 106 are provided on both sides of the electrolytic cell 100, whereby the temperature of the electrolytic solution is maintained in an optimum state of 50 to 80 ° C., and the electrolytic solution is naturally circulated by electrolysis. The product is prevented from staying around the electrode and hindering the action of electrolysis.

また、電解槽100の底部からは配水管107によって必要な場合に排水を行い、このときに電解槽100の底部に溜まったゴミを除去することができる。電解槽100の上部には第1気液分離装置108が載置される。この第1気液分離装置108も隔壁109によって複数の小部屋に分けられ、電気分解により発生した泡状の混合ガスが各部屋を通り抜ける時に気液分離を行い、混合ガスを排出する。   Further, drainage is performed from the bottom of the electrolytic cell 100 through the water distribution pipe 107 when necessary, and dust collected at the bottom of the electrolytic cell 100 at this time can be removed. A first gas-liquid separator 108 is placed on the top of the electrolytic cell 100. The first gas-liquid separator 108 is also divided into a plurality of small rooms by the partition 109, and performs gas-liquid separation when the foam-like mixed gas generated by electrolysis passes through each room, and discharges the mixed gas.

第1気液分離装置は分離室110と分離蓋111を含むが、この分離蓋111の上には更に電解槽100を機密に封止する密閉蓋112が設けられ、この密閉蓋に第2気液分離装置113が固定されている。この第2気液分離装置113の上部には防爆装置114が設けられ、またその下部には注水管115が接続されている。   The first gas-liquid separation device includes a separation chamber 110 and a separation lid 111. On the separation lid 111, a sealing lid 112 for sealing the electrolytic cell 100 in a secret manner is further provided. A liquid separation device 113 is fixed. An explosion-proof device 114 is provided at the upper part of the second gas-liquid separator 113, and a water injection pipe 115 is connected to the lower part thereof.

第2実施形態においては、2段の気液分離装置しか示されていないが、第1実施形態と同様に更に多段の気液分離装置を接続することも可能である。   In the second embodiment, only a two-stage gas-liquid separator is shown, but it is also possible to connect a multi-stage gas-liquid separator similarly to the first embodiment.

以上説明したように、本発明によれば、高電圧高電流で電気分解を行い、大量の水素と酸素との混合ガスを多量に連続的に発生することができる。このため、装置を小型軽量と
し車載或いは移動型燃焼ガス発生装置として用いることが可能となる。
As described above, according to the present invention, electrolysis can be performed at a high voltage and a high current, and a large amount of a mixed gas of hydrogen and oxygen can be continuously generated. For this reason, the apparatus can be made small and light, and can be used as a vehicle-mounted or mobile combustion gas generator.

次に、本発明にかかる別の冷却装置120について説明する。図19は、第3実施形態における冷却装置120を示す概略説明図である。   Next, another cooling device 120 according to the present invention will be described. FIG. 19 is a schematic explanatory diagram illustrating a cooling device 120 according to the third embodiment.

冷却装置120は、電解槽10に接して設けられで冷却コイル122と、冷却液を流す循環ポンプ124と、後述する放熱手段と、冷却液を溜めるタンク128とを有し、これらが循環流路123により順に接続されている。冷却液は、水であるが、これに限らずオイルにすることもできる。冷却コイル122は、電解槽10の外周を取り巻くように配置される。放熱手段は、ラジエータ125、放熱流路126、そしてエアコン127である。これらの放熱手段は、循環流路123に並列にそれぞれ接続され、バルブ129により切り替え可能になっている。これらの放熱手段は、たとえばビニールハウス内に設けられ、放熱手段からビニールハウス内に熱を放熱し、ハウス内を暖める。一方、冷却コイル122が電解槽10内から熱を奪うことにより、電解槽10内の電解液を冷却する。この冷却装置120によれば、電解槽10内の電解液を効果的に冷却することができる。また、冷却コイル122が耐振動性に優れた構造になっているため、振動の多い場所、例えば自動車に搭載することができる。   The cooling device 120 is provided in contact with the electrolytic cell 10 and has a cooling coil 122, a circulation pump 124 for flowing a cooling liquid, a heat radiating means described later, and a tank 128 for storing the cooling liquid, and these are circulation channels. 123 are connected in order. The coolant is water, but is not limited to this and can be oil. The cooling coil 122 is disposed so as to surround the outer periphery of the electrolytic cell 10. The heat dissipating means is a radiator 125, a heat dissipating channel 126, and an air conditioner 127. These heat radiating means are respectively connected in parallel to the circulation flow path 123 and can be switched by a valve 129. These heat radiating means are provided in, for example, a greenhouse, radiate heat from the heat radiating means into the greenhouse, and warm the house. On the other hand, the cooling coil 122 removes heat from the electrolytic cell 10 to cool the electrolytic solution in the electrolytic cell 10. According to the cooling device 120, the electrolytic solution in the electrolytic cell 10 can be effectively cooled. Moreover, since the cooling coil 122 has a structure excellent in vibration resistance, it can be mounted in a place with a lot of vibration, for example, an automobile.

図20は、第3実施形態における沈殿物除去装置130を示す概略説明図である。電解槽10の下側に配置される下側固定板26の下部には、電気分解によって発生する異物あるいは混入した塵埃などを沈殿させて溜める沈殿室131が設けられている。この沈殿室131と電解槽10とを沈殿物除去装置130が接続している。具体的には、沈殿物除去装置130は、電解液11に含まれる異物あるいは塵埃を除去するフィルタ132と、沈殿室131から電解槽10へ電解液11を流すポンプ133とを有し、これらを流路134が順に接続している。流路134の両端は、沈殿室131の接続口131aと、電解槽10の接続口10aにそれぞれ接続している。この構成によれば、沈殿室131に沈殿して溜まった沈殿物がフィルタ132で除去されるので、電解槽10内の清掃作業あるいは電解液11の交換作業の頻度を低減することができる。   FIG. 20 is a schematic explanatory view showing a precipitate removing device 130 in the third embodiment. A sedimentation chamber 131 is provided at the bottom of the lower fixing plate 26 disposed below the electrolytic cell 10 to deposit and accumulate foreign matters generated by electrolysis or mixed dust. A sediment removing device 130 connects the sedimentation chamber 131 and the electrolytic cell 10. Specifically, the deposit removing device 130 includes a filter 132 that removes foreign matters or dust contained in the electrolytic solution 11, and a pump 133 that flows the electrolytic solution 11 from the precipitation chamber 131 to the electrolytic cell 10. The flow paths 134 are connected in order. Both ends of the flow path 134 are connected to the connection port 131a of the sedimentation chamber 131 and the connection port 10a of the electrolytic cell 10, respectively. According to this configuration, since the sediment deposited in the sedimentation chamber 131 is removed by the filter 132, the frequency of cleaning work in the electrolytic cell 10 or replacement work of the electrolytic solution 11 can be reduced.

上述した第1実施形態においては、正極電極12と負極電極13すなわち電解槽10との間に直流交番電圧が印加されることについて説明した。しかしながら、この電気分解を継続して行なうと、電気分解時に生じる生成物質が各電極12,13に付着して、電気分解作用を低下させてしまう。そこで、以下に図を用いて説明するように、正負電極を切り替えることにより、電気分解作用の低下を防止する。   In the first embodiment described above, it has been described that a DC alternating voltage is applied between the positive electrode 12 and the negative electrode 13, that is, the electrolytic cell 10. However, if this electrolysis is continued, the product produced during electrolysis adheres to the electrodes 12 and 13 and reduces the electrolysis action. Therefore, as will be described below with reference to the drawings, switching between positive and negative electrodes prevents the degradation of electrolysis.

図21は、正負電極の切り替え装置140を示す概略説明図である。切替え装置140は、2つの接点を有し回路を切り替える切り替えスイッチ141と、切り替えスイッチ141に切り替え指令を出力するコントローラ142とを有する。図に示される回路状態は、正極電極12が正極であり、負極電極13が負極であるときの状態である。コントローラ142の指令で切り替えスイッチ141が接点を切り替えることにより、各電極12,13の間に印加される電圧が正負逆転する。すなわち、正極電極12が負極となり、負極電極13が正極となる。このように切り替え装置140により、各電極12,13の間に印加される電圧が正負逆転することで、各電極12,13に付着した生成物質を各電極12,13から剥離させることができる。この結果、電気分解を継続して行なうことにより生じる電気分解の機能の低下を確実に防止することができる。   FIG. 21 is a schematic explanatory view showing a positive / negative electrode switching device 140. The switching device 140 includes a changeover switch 141 that has two contacts and switches circuits, and a controller 142 that outputs a changeover command to the changeover switch 141. The circuit state shown in the figure is a state when the positive electrode 12 is a positive electrode and the negative electrode 13 is a negative electrode. When the changeover switch 141 switches the contacts in response to a command from the controller 142, the voltage applied between the electrodes 12 and 13 is reversed between positive and negative. That is, the positive electrode 12 becomes a negative electrode, and the negative electrode 13 becomes a positive electrode. In this way, the voltage applied between the electrodes 12 and 13 is reversed between positive and negative by the switching device 140, so that the generated substance attached to the electrodes 12 and 13 can be separated from the electrodes 12 and 13. As a result, it is possible to reliably prevent the degradation of the electrolysis function caused by continuing the electrolysis.

上述した各実施形態において、電解装置が、電解液11である水酸化カリウムあるいは水酸化ナトリウムを電気分解して水素と酸素との混合ガスを発生させる場合について説明したが、これに限定されない。電解液11を希硫酸あるいは塩水(海水)にすることもできる。希硫酸を電気分解することにより、硫化水素と酸素との混合ガスが発生し、塩水を電気分解することにより、塩化水素と酸素との混合ガスが発生する。これらの混合ガスは、燃焼用のガスとしてではなく、その他の工業用のガスとして用いることができる。当然に、本発明にかかる電解装置によれば、要求があり次第、効率よく連続的な大量ガス発生を可能とし、工業用のガスとして直ちに利用することが可能となる。   In each embodiment mentioned above, although the case where the electrolysis apparatus electrolyzed the potassium hydroxide or sodium hydroxide which is the electrolyte solution 11 and generate | occur | produced the mixed gas of hydrogen and oxygen was demonstrated, it is not limited to this. The electrolyte solution 11 can also be diluted sulfuric acid or salt water (seawater). Electrolysis of dilute sulfuric acid generates a mixed gas of hydrogen sulfide and oxygen, and electrolysis of salt water generates a mixed gas of hydrogen chloride and oxygen. These mixed gases can be used not as combustion gases but as other industrial gases. Naturally, according to the electrolyzer according to the present invention, as long as there is a demand, it is possible to generate a large amount of gas efficiently and immediately, and it can be used immediately as an industrial gas.

図22,23,24には、本発明にかかる燃焼ガス発生器に接続する気液分離装置の好適な実施形態が示されている。   22, 23, and 24 show a preferred embodiment of a gas-liquid separator connected to a combustion gas generator according to the present invention.

この第4の実施形態においても、原理的には第1実施形態と全く同様であるが、気液分離装置を2個の直列接続としたことにより、第1実施形態のような6個の気液分離装置を直列接続としたときよりスペースユーティリティが高いという利点がある。   In this fourth embodiment, the principle is exactly the same as in the first embodiment. However, six gas-liquid separators as in the first embodiment are provided by connecting two gas-liquid separators in series. There is an advantage that the space utility is higher than when the liquid separators are connected in series.

本実施形態における気液分離装置は、第7気液分離装置151と、上述した第5気液分離装置63とを直列接続して構成される。混合ガスは電解槽10から第7気液分離装置151そして第5気液分離装置63を経て排出される。第5気液分離装置63の下部と電解槽10は導管にて接続されており、第5気液分離装置63において、混合ガスから分離した液体を電解槽10に帰還させる。第5気液分離装置63の下部に接続される導管には、逆止弁150が設けられている。この逆止弁150は、電解槽10から第5気液分離装置63に向かう混合ガスの流れを阻止する。   The gas-liquid separator in this embodiment is configured by connecting a seventh gas-liquid separator 151 and the above-described fifth gas-liquid separator 63 in series. The mixed gas is discharged from the electrolytic cell 10 through the seventh gas / liquid separator 151 and the fifth gas / liquid separator 63. The lower part of the fifth gas / liquid separator 63 and the electrolytic cell 10 are connected by a conduit, and the liquid separated from the mixed gas is returned to the electrolytic cell 10 in the fifth gas / liquid separator 63. A check valve 150 is provided in a conduit connected to the lower part of the fifth gas-liquid separator 63. This check valve 150 prevents the flow of the mixed gas from the electrolytic cell 10 toward the fifth gas-liquid separator 63.

図23には、本実施形態における第7気液分離装置151の好適な実施例が示されている。   FIG. 23 shows a preferred example of the seventh gas-liquid separator 151 in the present embodiment.

第7気液分離室152はほぼ円筒形状からなり、上部には複数のじゃま板154が配置され、その上部の側壁に導管153が設けられている。なお、導管153は、第7気液分離室152の天井面に設けることもできる。   The seventh gas-liquid separation chamber 152 has a substantially cylindrical shape, and a plurality of baffle plates 154 are arranged on the upper portion, and a conduit 153 is provided on the upper side wall thereof. The conduit 153 can also be provided on the ceiling surface of the seventh gas / liquid separation chamber 152.

そして、第7気液分離室152の上端は閉塞しており、下端はロウト状に細い管となっている。この細い管は、図22に示されるように、電解槽10の上部に接続されている。   The upper end of the seventh gas-liquid separation chamber 152 is closed, and the lower end is a funnel-like thin tube. This thin tube is connected to the upper part of the electrolytic cell 10 as shown in FIG.

各じゃま板154は、支持軸155にそれぞれ所定の間隔をあけて固定されており、支持軸155は第7気液分離室152の天井面に固定されている。   Each baffle plate 154 is fixed to the support shaft 155 at a predetermined interval, and the support shaft 155 is fixed to the ceiling surface of the seventh gas-liquid separation chamber 152.

図24には、第7気液分離室152内に設けられているじゃま板154の概略図が示され、各じゃま板154は、外周の一部が切断された円板である。これらのじゃま板154は、切断された部分の向きを変えて支持軸155にそれぞれ固定される。各じゃま板154は、その外周が第7気液分離室152の内壁に接するように配置される。この状態におおいて、じゃま板154の外周の一部が切断されているため、その一部と第7気液分離室152の内壁との間に隙間156が設けられる。電解槽10から第7気液分離室152の下部に導入された混合ガスは、隙間156を通って順次導管153に向かって上昇する。このとき、高湿度の混合ガスはじゃま板154により冷やされ、液分が混合ガスから分離される。液分は第7気液分離室152の下部から電解槽10に戻される。なお、第5気液分離装置63については、前の実施形態において説明したので省略する。   FIG. 24 is a schematic view of the baffle plates 154 provided in the seventh gas-liquid separation chamber 152, and each baffle plate 154 is a disc with a part of the outer periphery cut. These baffle plates 154 are fixed to the support shaft 155 by changing the direction of the cut portion. Each baffle plate 154 is arranged so that the outer periphery thereof is in contact with the inner wall of the seventh gas-liquid separation chamber 152. In this state, since a part of the outer periphery of the baffle plate 154 is cut, a gap 156 is provided between the part and the inner wall of the seventh gas-liquid separation chamber 152. The mixed gas introduced from the electrolytic cell 10 to the lower part of the seventh gas-liquid separation chamber 152 rises toward the conduit 153 sequentially through the gap 156. At this time, the high-humidity mixed gas is cooled by the baffle plate 154, and the liquid component is separated from the mixed gas. The liquid component is returned to the electrolytic cell 10 from the lower part of the seventh gas-liquid separation chamber 152. Note that the fifth gas-liquid separator 63 is omitted because it has been described in the previous embodiment.

以上のように、2つの直列接続した気液分離装置を用いることによって、排出された混合ガスは著しく高い乾燥度に保たれ、これをそのまま燃焼ガスとして直ちに利用することが可能となる。   As described above, by using two gas-liquid separators connected in series, the discharged mixed gas is kept at a very high dryness, and can be immediately used as it is as a combustion gas.

10,100 電解槽、11 電解液、12 正極電極、13 負極電極、14,102 中間電極、15,116 電源装置、16 自然循環型冷却装置、18,112 密閉蓋、19 排出口、25 上側固定板、26 下側固定板、49 気液分離室、59 第6気液分離装置、60,113 第2気液分離装置、61 第3気液分離装置、62 第4気液分離装置、63 第5気液分離装置、80 除湿管、81 外筒、82 内筒、83 抽出管、105,106 冷却フィン、108 第1気液分離装置、114 防爆装置、120 冷却装置、122 冷却コイル、131 沈殿室、132 フィルタ、133 ポンプ、134 流路、150 逆止弁、151 第7気液分離装置、152 第7気液分離室、153 導管、154 じゃま板、155 支持軸、156 隙間。   10,100 electrolytic cell, 11 electrolytic solution, 12 positive electrode, 13 negative electrode, 14,102 intermediate electrode, 15,116 power supply device, 16 natural circulation type cooling device, 18,112 hermetic lid, 19 discharge port, 25 upper fixed Plate, 26 lower fixed plate, 49 gas-liquid separation chamber, 59 sixth gas-liquid separator, 60, 113 second gas-liquid separator, 61 third gas-liquid separator, 62 fourth gas-liquid separator, 63 first 5 Gas-liquid separator, 80 Dehumidifying pipe, 81 Outer cylinder, 82 Inner cylinder, 83 Extraction pipe, 105, 106 Cooling fin, 108 First gas-liquid separator, 114 Explosion-proof device, 120 Cooling device, 122 Cooling coil, 131 Precipitation Chamber, 132 filter, 133 pump, 134 flow path, 150 check valve, 151 seventh gas-liquid separation device, 152 seventh gas-liquid separation chamber, 153 conduit, 154 baffle plate, 155 Support shaft, 156 gap.

Claims (3)

電解液を充填した電解槽と、
前記電解槽内の電解液中に浸漬された正極電極及び負極電極と、
前記両電極間に両電極に対して及び互いに絶縁して配置され、両電極間電圧をそれぞれ分圧して受ける複数の中間電極と、
前記両電極に直流交番電圧を印加する電源装置と、
前記電解槽を密閉すると共に、電気分解により発生した、水素と酸素との混合ガスを排出する排出口を有する密閉蓋と、
電解槽の上部であって密閉蓋との間に配置され電解槽にて泡状に発生した混合ガスと電解液とを分離する気液分離装置と、
排出口に接続され、混合ガスから液体分を分離する第一気液分離装置と、
を含み、
前記気液分離装置は、
隔壁にて複数室に分けられた有底分離室を有し、
各隔壁及び各室の底には開口が設けられ、
前記第一気液分離装置は、
混合ガスが下部から上部に向けて流れる第一分離室と、
外周が前記第一分離室の内壁に接し、その一部と前記第一分離室の内壁との間に混合ガスが流れる隙間を有する複数のじゃま板と、
を有することを特徴とする電気分解を利用した電解装置。
An electrolytic cell filled with an electrolytic solution;
A positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic cell;
A plurality of intermediate electrodes arranged between the two electrodes with respect to both electrodes and insulated from each other, and receiving a voltage between the two electrodes, respectively;
A power supply device for applying a DC alternating voltage to both electrodes;
A sealing lid having a discharge port for discharging the mixed gas of hydrogen and oxygen generated by electrolysis while sealing the electrolytic cell;
A gas-liquid separation device that is disposed between the upper part of the electrolytic cell and the hermetic lid and separates the mixed gas generated in the electrolytic cell in the form of bubbles and the electrolytic solution;
A first gas-liquid separator connected to the outlet and separating the liquid component from the mixed gas;
Including
The gas-liquid separator is
It has a bottomed separation chamber divided into multiple chambers by partition walls,
Openings are provided at the bottom of each partition and each chamber,
The first gas-liquid separator is
A first separation chamber in which a mixed gas flows from the bottom toward the top;
A plurality of baffles having an outer periphery in contact with the inner wall of the first separation chamber and a gap through which a mixed gas flows between a part thereof and the inner wall of the first separation chamber;
An electrolyzer utilizing electrolysis characterized by comprising:
電解液を充填した電解槽と、
前記電解槽内の電解液中に浸漬された正極電極及び負極電極と、
前記両電極間に両電極に対して及び互いに絶縁して配置され、両電極間電圧をそれぞれ分圧して受ける複数の中間電極と、
前記両電極に直流交番電圧を印加する電源装置と、
前記電解槽を密閉すると共に、電気分解により発生した、水素と酸素との混合ガスを排出する排出口を有する密閉蓋と、
電解槽の上部であって密閉蓋との間に配置され電解槽にて泡状に発生した混合ガスと電解液とを分離する気液分離装置と、
排出口に接続され、混合ガスから液体分を分離する第二気液分離装置と、
を含み、
前記気液分離装置は、
隔壁にて複数室に分けられた有底分離室を有し、
各隔壁及び各室の底には開口が設けられ、
前記第二気液分離装置は、
外筒と内筒からなる二重円筒であり、その上部が閉塞された第二分離室と、
先端が前記外筒から筒内に挿入され、その先端に設けられた横穴から混合ガスを前記外筒の内面に沿ってらせん状に下降するように噴出する噴出管と、
前記内筒に差し込まれ、その内筒の上部で一端が開放してそこから混合ガスを抽出する抽出管と、
を有することを特徴とする電気分解を利用した電解装置。
An electrolytic cell filled with an electrolytic solution;
A positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic cell;
A plurality of intermediate electrodes arranged between the two electrodes with respect to both electrodes and insulated from each other, and receiving a voltage between the two electrodes, respectively;
A power supply device for applying a DC alternating voltage to both electrodes;
A sealing lid having a discharge port for discharging the mixed gas of hydrogen and oxygen generated by electrolysis while sealing the electrolytic cell;
A gas-liquid separation device that is disposed between the upper part of the electrolytic cell and the hermetic lid and separates the mixed gas generated in the electrolytic cell in the form of bubbles and the electrolytic solution;
A second gas-liquid separator connected to the outlet and separating the liquid component from the mixed gas;
Including
The gas-liquid separator is
It has a bottomed separation chamber divided into multiple chambers by partition walls,
Openings are provided at the bottom of each partition and each chamber,
The second gas-liquid separator is
A second cylinder having a double cylinder composed of an outer cylinder and an inner cylinder, the upper part of which is closed;
A tip tube inserted into the cylinder from the outer cylinder, and a jet pipe that jets the mixed gas from a lateral hole provided at the tip so as to spirally drop along the inner surface of the outer cylinder;
An extraction pipe that is inserted into the inner cylinder, one end of which opens at the upper part of the inner cylinder, and extracts a mixed gas therefrom;
An electrolyzer utilizing electrolysis characterized by comprising:
請求項2に記載の電気分解を利用した電解装置において、
前記第二気液分離装置は、前記第二分離室の下部と前記電解槽とを接続して混合ガスから分離した液体分を前記電解槽に帰還させる管路に設けられ、前記電解槽から前記第二分離装置に向かう流体の流れを阻止する逆止弁を有する、
ことを特徴とする電気分解を利用した電解装置。
In the electrolysis apparatus using electrolysis according to claim 2,
The second gas-liquid separation device is provided in a conduit for connecting the lower part of the second separation chamber and the electrolytic cell to return the liquid component separated from the mixed gas to the electrolytic cell, and from the electrolytic cell to the Having a check valve to block the flow of fluid toward the second separator,
An electrolyzer utilizing electrolysis characterized by the above.
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