JPH0967689A

JPH0967689A - 酸素・水素電解ガス製造装置および該装置を用いた超高純度水製造装置

Info

Publication number: JPH0967689A
Application number: JP7295516A
Authority: JP
Inventors: Choichi Suga; 長市須賀; Fujio Suga; 冨士夫須賀; Yoji Watanabe; 洋二渡辺; Koichi Taniguchi; 皓一谷口
Original assignee: Suga Test Instruments Co Ltd
Current assignee: Suga Test Instruments Co Ltd
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-03-11
Anticipated expiration: 2015-11-14
Also published as: JP3035478B2

Abstract

(57)【要約】【課題】平板状の陽極と陰極の間に中間壁を備えた電
解セルにより、水を電気分解し、酸素ガスと水素ガスを
個別に発生させる装置と、このガスを貯蔵する酸素ガス
タンクと水素ガスタンクを設け、酸素ガスと水素ガスを
個別に使用することができる酸素水素電解ガス製造装置
および超高純度水製造装置を提供すること。【解決手段】電解セル１７の平板状電極１の陽極側と
陰極側の間に、気体は不透性で下方に電解液１６を通す
溶液透過性板４でできた中間壁３を設け、両電極に直流
電源１９を接続し、電解液１６を電気分解させ、中間壁
３を隔て酸素ガスと水素ガスを個別に発生させる装置
と、酸素ガスと水素ガスを混合器により混合ガスとしこ
れを燃焼冷却することにより超高純度水を製造する装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１３】ＯＨ^-→ＯＨ＋ｅ^- 、４ＯＨ→２Ｈ₂Ｏ＋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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２４】

【表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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す説明図である。

【図２】一単位の電解セルの構成を説明する図である。

【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。

【図４】超高純度水製造装置を示す説明図である。

【図５】電解セル冷却装置を示す概略図である。

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水を電気分解して酸素ガス・水素ガスを
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。
【請求項２】電極板と中間壁との間に、耐薬液性能を
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。
【請求項３】請求項１記載の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。
【請求項４】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。
【請求項５】外側の平板状電極に電解液補給管と均圧
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。
【請求項６】平板状電極板の大きさを電気絶縁枠より
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。
【請求項７】平板状電極の両外端には、循環ポンプ、
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。
【請求項８】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。
【請求項９】電解液を循環濾過する循環ポンプ、濾過
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。
【請求項１０】各ガスタンクには水位検知器を設け、
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。
【請求項１１】請求項８記載の酸素・水素電解ガス発
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。
【請求項１２】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。