JPH086035Y2 - 電解式ガス発生装置 - Google Patents

電解式ガス発生装置

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JPH086035Y2
JPH086035Y2 JP1990085732U JP8573290U JPH086035Y2 JP H086035 Y2 JPH086035 Y2 JP H086035Y2 JP 1990085732 U JP1990085732 U JP 1990085732U JP 8573290 U JP8573290 U JP 8573290U JP H086035 Y2 JPH086035 Y2 JP H086035Y2
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porous
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淳二 水谷
国昭 田中
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Sasakura Engineering Co Ltd
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Sasakura Engineering Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、純水等の電解液を、イオン交換膜を使用し
て電解することによってオゾン等ガスを発生するための
装置に関するものである。
〔従来の技術〕
本考案者達は、このようにイオン交換膜を使用した電
解式のガス発生装置として、先の特許出願(特願昭61−
246578号、特開昭63−100190号)において、イオン交換
膜の両面に多孔質陽極と多孔質陰極とを各々積層し、こ
れらを、陽極基板の下面と陰極基板の上面との間に、多
孔質陽極が陽極基板の下面に多孔質陰極が陰極基板の下
面に各々に密接するように介挿し、且つ、前記陽極基板
と陰極基板との間に、前記イオン交換膜、多孔質陽極及
び多孔質陰極の周囲を完全密閉するためのシール手段を
設ける一方、前記陽極基板に、当該陽極基板の上面に直
結した電解液容器内における電解液を前記多孔質陽極に
導くための入口通路と、前記多孔質陽極における陽極発
生ガスを含む電解液を前記電解液容器内に流出するため
の出口通路を穿設し、更に、前記陰極基板に、前記多孔
質陽極から多孔質陰極に向かってイオン交換膜を透過し
た電解液に対する流出通路を穿設して成るガス発生装置
を提案した。
そして、この先願発明におけるガス発生装置は、例え
ばヨーロッパ公開特許第82200493号明細書等に記載され
ている従来のガス発生装置に比べて、装置をコンパクト
化できると共に、装置に故障が発生することを大幅に低
減でき、且つ、電解効率を向上できる等の利点を有する
ものであった。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記先願発明の電解装置において、その陰極基板にお
ける流出通路からは、多孔質陽極から多孔質陰極に向か
ってイオン交換膜を透過した電解液が流出するから、前
記電解液容器への電解液の供給量を少なくするには、前
記陰極基板における流出通路から流出する電解液を、前
記電解液容器に戻すと言う循環を繰り返すように構成す
れば良い。
しかし、前記陰極基板における流出通路から流出する
電解液には、多孔質陰極において発生した陰極発生ガス
を含んでいることにより、前記陰極基板における流出通
路から流出する電解液を、前記電解液容内に戻すに際し
ては、前記多孔質陰極から流出する電解液中に含まれて
いる陰極発生ガスを分離するように構成しなければなら
ず、換言すると、前記陰極基板における流出通路から前
記電解液容器への電解液戻り管路中には、気液分離手段
を設けるようにしなければならないから、ガス発生装置
の全体が、著しく大型化するのである。
しかも、前記のように、気液分離手段を必要とするこ
とに加えて、陽極基板に、電解液の多孔質陽極に対する
入口通路及び出口通路を穿設することを必要し、更に、
陽極基板と陰極基板との間に、イオン交換膜及び多孔質
陽極並びに多孔質陰極の周囲を完全密閉するためのシー
ル手段を設けることを必要とするから、装置の構造が著
しく複雑になり、装置の価格が大幅にアップすると言う
問題があった。
本考案は、これらの問題を解消することを技術的課題
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この技術的課題を達成するため本考案は、イオン交換
膜の両面に多孔質陽極と多孔質陰極とを各々積層し、こ
れらを、陽極基板と陰極基板との間に、多孔質陽極が陽
極基板に多孔質陰極が陰極基板に各々に密接するように
介挿し、且つ、前記多孔質陰極の外周を前記多孔質陽極
及び前記イオン交換膜の外周よりも内側にし、前記陰極
基板と前記イオン交換膜との間に、前記多孔質陰極の周
囲に対するシール材を介挿して電解ユニットを構成し、
この電解ユニットを、上部に陽極発生ガス出口を有する
電解液容器内における電解液中に、当該電解ユニットに
おける多孔質陽極の外周面が前記電解液に接触するよう
に浸漬する一方、前記陰極基板に対して前記多孔質陰極
に連通するように穿設した流出通路に、当該流出通路か
ら下向きに延びて前記電解液容器内に開口する電解液戻
り管路と、当該流出通路から上向きに延びて前記電解液
容器外に突出する陰極発生ガス出口管路とを接続する構
成にした。
〔作用〕
この構成において、電解液容器内における電解液は、
電解ユニットにおける多孔質陽極内に、当該多孔質陽極
の外周面から浸透して電解される。
この電解により、前記多孔質陽極内で発生した陽極発
生ガスは、当該多孔質陽極の外周面から電解液中に気泡
の状態で流出し、電解液中を浮上して、電解液容器の上
部に溜まり、陽極発生ガス出口から取り出される。
一方、前記多孔質陽極内における一部の電解液は、電
解によってイオン交換膜を透過して、多孔質陰極内に入
り、陰極発生ガスを含んだ状態で陰極基板における流出
通路から流出するのであり、このとき、前記流出通路に
対して、当該流出通路から下向きに延びて前記電解液容
器内に開口する電解液戻り管路と、当該流出通路から上
向きに延びて前記電解液容器外に突出する陰極発生ガス
出口管路とを接続したことにより、電解液中に含まれる
陰極発生ガスは、気泡となって電解液から分離し、この
陰極発生ガスは、電解液容器内における陽極発生ガスに
混入することなく、陰極発生ガス出口管路を介して、電
解液容器外に取り出される一方、電解液は、電解液戻り
管路を介して電解液容器内に戻ると言う循環を繰り返す
のである。
〔考案の効果〕
従って本考案によると、前記先願発明のガス発生装置
のように、電解液容器の外側に、気液分離手段を設ける
必要がないから、ガス発生装置を著しく小型・軽量化で
きるのであり、しかも、これに加えて、前記先願発明の
ガス発生装置のように、陽極基板に、電解液の多孔質陽
極に対する入口通路及び出口通路を穿設することを必要
とせず、その上、イオン交換膜と陰極基板との間に多孔
質陰極の周囲に対するシール材を設けるだけで良く、前
記先願発明のガス発生装置のように、陽極基板と陰極基
板との間に、イオン交換膜及び多孔質陽極並びに多孔質
陰極の周囲を完全密閉するためのシール手段を設けるこ
とを必要としないから、装置の構造が著しく簡単にな
り、装置の価格を大幅に低減できる効果を有する。
〔実施例〕 以下、本考案の実施例をオゾンガスの発生装置に適用
した場合の図面について説明する。
図において符号1は、内部に電解液であるところの純
水2を入れた電解液容器を示し、該電解液容器1の上部
には、陽極発生ガス出口3が設けられている。
符号4は、電解ユニットを示し、該電解ユニット4
は、イオン交換膜5の両面に多孔質陽極6と多孔質陰極
7とを各々積層し、これらを、陽極基板8と陰極基板9
との間に、多孔質陽極6が陽極基板8に多孔質陰極7が
陰極基板9に各々に密接するように介挿したのち、前記
陽極基板8と陰極基板9とを、絶縁体製の複数本のボル
ト10にて互いに締結したものに構成する。この場合にお
いて、前記多孔質陰極7の外周を前記多孔質陽極6及び
前記イオン交換膜5の外周よりも適宜寸法だけ内側に位
置し、前記陰極基板9と前記イオン交換膜5との間に、
Oリング11等のシール材を、前記多孔質陰極7の周囲を
囲うように挿入して、前記多孔質陰極7の周囲のみを密
閉するように構成する。
なお、前記陽極基板8の材料としては、チタン、タン
タル又はニオブ等の金属材料を使用し、前記多孔質陽極
6には、上記金属の多孔体を機械加工、電解加工又は溶
出法或いは焼結法によって製作したものを、そのまま使
用するか、それらの表面に白金等の触媒金属もしくは酸
化物を被覆したものを使用する。
また、前記陰極基板9の材料としては、チタン、ステ
ンレス又は炭素等を使用し、更にまた、前記多孔質陰極
7には、焼結法にて製作した多孔性炭素板等を使用す
る。
そして、前記電解ユニット4を、前記電解液容器1内
における電解液2中に、当該電解ユニット4における多
孔質陽極6の外周面が前記電解液2に接触するように浸
漬する一方、前記電解ユニット4における陰極基板9に
は、流出流路12を、当該流出通路12が前記多孔質陰極7
に連通するように穿設して、この流出通路12に、当該流
出通路12から下向きに延びて前記電解液容器1内に開口
する電解液戻り管路13と、当該流出通路12から上向きに
延びて前記電解液容器1外に突出する陰極発生ガス出口
管路14とを接続する。
なお、前記電解ユニット4における陽極基板8は、直
流電源15における陽極側に対して電気的に接続されてい
る一方、電解ユニット4における陰極基板9は、直流電
源15における陰極側に対して、陰極発生ガス出口管路14
を介して電気的に接続されている。
この構成において、電解液容器1内における電解液2
は、電解ユニット4における多孔質陽極6内に、当該多
孔質陽極6の外周面から浸透して電解される。
この電解により、前記多孔質陽極6内で発生したオゾ
ンを含む酸素ガス等の陽極発生ガスは、当該多孔質陽極
6の外周面から電解液2中に気泡の状態で流出し、電解
液2中を浮上して、電解液容器1の上部に溜まり、陽極
発生ガス出口3から取り出される。
一方、前記多孔質陽極6内における一部の電解液は、
電解によってイオン交換膜5を透過して、多孔質陰極7
内に入り、水素ガス等の陰極発生ガスを含んだ状態で陰
極基板9における流出通路12から流出するのであり、こ
のとき、前記流出通路12に対して、当該流出通路12から
下向きに延びて前記電解液容器1内に開口する電解液戻
り管路13と、当該流出通路12から上向きに延びて前記電
解液容器1外に突出する陰極発生ガス出口管路14とを接
続したことにより、電解液中に含まれる水素ガス等の陰
極発生ガスは、気泡となって電解液から分離し、この陰
極発生ガスは、電解液容器1内における陽極発生ガスに
混入することなく、陰極発生ガス出口管路14を介して、
電解液容器1外に取り出される一方、電解液は、電解液
戻り管路13を介して電解液容器1内に戻ると言う循環を
繰り返すのである。
【図面の簡単な説明】
図面は本考案の実施例を示す縦断正面図である。 1……電解液容器、2……電解液、3……陽極発生ガス
出口、4……電解ユニット、5……イオン交換膜、6…
…多孔質陽極、7……多孔質陰極、8……陽極基板、9
……陰極基板、10……ボルト、11……Oリング、12……
流出通路、13……電解液戻り管路、14……陰極発生ガス
出口管路。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】イオン交換膜の両面に多孔質陽極と多孔質
    陰極とを各々積層し、これらを、陽極基板と陰極基板と
    の間に、多孔質陽極が陽極基板に多孔質陰極が陰極基板
    に各々に密接するように介挿し、且つ、前記多孔質陰極
    の外周を前記多孔質陽極及び前記イオン交換膜の外周よ
    りも内側にし、前記陰極基板と前記イオン交換膜との間
    に、前記多孔質陰極の周囲に対するシール材を介挿して
    電解ユニットを構成し、この電解ユニットを、上部に陽
    極発生ガス出口を有する電解液容器内における電解液中
    に、当該電解ユニットにおける多孔質陽極の外周面が前
    記電解液に接触するように浸漬する一方、前記陰極基板
    に対して前記多孔質陰極に連通するように穿設した流出
    通路に、当該流出通路から下向きに延びて前記電解液容
    器内に開口する電解液戻り管路と、当該流出通路から上
    向きに延びて前記電解液容器外に突出する陰極発生ガス
    出口管路とを接続したことを特徴とする電解式ガス発生
    装置。
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