JPS5849638B2

JPS5849638B2 - 電気分解装置

Info

Publication number: JPS5849638B2
Application number: JP55169334A
Authority: JP
Inventors: 繁太長谷部
Original assignee: AACHI KURIEITEIIBU HAUSU KK
Current assignee: AACHI KURIEITEIIBU HAUSU KK
Priority date: 1980-12-01
Filing date: 1980-12-01
Publication date: 1983-11-05
Also published as: JPS57185992A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は小型で、かつ生或ガスの収率が頗る良好な電気
分解装置に関する。

この種の装置として本出願人は既に特願昭５１１３３７
７８号及び特願昭５１−１３３８０３号の如き電気分解
装置を提案している。

この電気分解装置は電解槽の内部に渦巻電極を内装し、
かつこの渦巻電極の下方にリング状のマグネットを内装
し、このマグネットにより電解液を磁界処理した後、渦
巻電極による分解電流で電気分解を行うようにしたもの
である。

しかしながら、更に装置の小型化とガス生戒収率の向上
が望まれる。

そこで、本発明は上記事情に鑑みなされたもので、電解
液の収納される電解槽内に円筒状マグネットを装着し、
かつ円筒状マグネットの内方に、陰陽の両電極が適宜間
隙を保有させた状態で渦巻状に巻回された渦巻電極を複
数個多段状に配設し、前記各渦巻電極の分解電流が円筒
状マグネットの磁束と交叉する如く構成し、これにより
、装置の小型化とガス生成収率の向上を図り得る電気分
解装置を提供せんとするものである。

以下本発明に係る電気分解装置の一実施例を図面に基づ
き説明する。

第１図において、１は電解槽で、二個に分割され、これ
を中央部で組合せて形成する如くなっている。

この電解槽１内の底部にリング状架台２を装着し、かつ
このリング状架台２には円筒状マグネット３を載置する
。

この場合、前記円筒状マグネット３の内面に適数の支え
板４・・・を立設し、この支え板４・・・の下端をリン
グ状架台に固定し、又支え板４・・・の上端を外方に折
り曲げて円筒状マグネット３の上端内縁に係合させ、こ
れによりこの円筒状マグネット３をリング状架台２に固
定するとよい。

この円筒状マグネット３の内方には、適数の渦巻電極５
・・・を多段状に内装する。

各渦巻電極５・・・の支持は前記支え板４に支え舌片６
・・・を形成しておき、この支え舌片６・・・にて渦巻
電極５・・・の両外縁を扶持させる如くシ，て行う。

渦巻電極５・・・は第２図及び第３図に示す如く陰電極
板７と陽電極板８とを碍子玉等の絶縁材からなるスペー
サ９を介在させることにより適宜間隙を保有させた状態
でガイド筒１０に渦巻状に巻回し、この外周には保護バ
ンド１１を装着し、更にアスベスト等の絶縁クッション
材１２を介在させて電極止めバンド１３で巻止めする。

この電極止めバンド１３の両側端が支え舌片６にて挟持
されて、支え板４に取付けられ、かつ中央部から陽極の
日出線１４が引出され、又保護バンド１１から陰極の目
出線１５が引出されるようになっている。

各口出線１４，１５は電解槽１の壁面に取付けられてな
る陰陽のターミナルＡ，Ｈに夫々接続され、かつ各ター
ミナルＡ，Ｂがコード２１，２２を介して図示しないバ
ツテリに接続されるようになっている。

電解槽１の内底部には、環流用スクリュー１６を有し、
この環流用スクリュー１６の回転軸１７にはベルト１８
が掛回されるプーり１９を装着し、駆動モータＭにより
ベルト１８を介して環流用スクリュー１６を回転駆動さ
せるようになっている。

この環流用スクリュー１６は電解槽１に液洩れ不能にパ
ッキン２０等を介在させて水密的に装着させることはも
とよりである。

電解槽１は環流パイプ２３．２４により分離槽２５と連
通させる。

環流パイプ２３．２４はパイプ止め金具２６により連結
パイプ２７を介在させて夫々連結することはもとよりで
ある。

一方、分離槽２５は２個に分割されて中央部で組合せる
如く形成され、かつ一方の環流パイプ２３を延長させて
頂壁から内底より所定の高さまで至る如く注液パイプ２
Ｂを臨ませ、この注液パイプ２８の下方には他方の環流
パイプ２４に直接流入されることを防止すべく水切りス
テップ２９が内装されている。

この水切りステップ２９は多孔性の笠状に形成され、か
つ頂壁に通水口２９ａを有するリング状ベース２９ｂに
立設されている。

又分離槽２５内には液面計測パイプ３０を有して、その
内部には、長手力向に沿い、多数配列されたリードスイ
ッチ３１・・・が内装され、かつこの液面計測パイプ３
０に液面の変動に伴い上下浮動するマグネットセンサー
３２が遊挿されている。

マグネットセンサー３２はその浮動位置に対応するリー
ドスイッチ３１・・・を閉成動作させるようになってい
る。

液面計測パイプ３０の上部には各ＩＪ一ドスイッチ３１
・・・を図示しない液面計に接続させるべくコネクタＣ
を有しており、又このコネクタＣには分離槽２５の液面
が所定値以下になると図示しない注液口から電解液又は
蒸留水を補充させるべく電磁弁を開放可能になっている
。

又前記注液パイプ２８の所定の高さ位置に多孔性の消泡
板３３を固定しておき、分離槽２５の頂壁に設けた混合
ガス取出し口３４から混合ガスと共に電解液の泡沫が流
出しないようになっている。

混合ガス取出し口３４には使用すべき消費源に混合ガス
を供給可能にステンレス製のガス供給パイプを接続させ
るべく口金３５が取付けられている。

尚、第１図において、３６はボデイ合せリング、３７は
取付けアームタイである。

上記構成において、電解槽１内には電解液として０．９
％の水酸化ナトリウム溶液を充填するが、これに限定さ
れることなく適宜比率の水酸化ナトリウム溶液であれば
よい。

この場合、予め磁場処理を施した電解液を使用して電気
分解の迅速化と分解効率の向上を図ることが望ましい。

次いで駆動モータＭにより環流用スクリュー１６を回転
駆動させ、これにより電解槽１と分離槽２５との間を環
流パイプ２３．２４を介して循環させる一方、各渦巻電
極５に通電させる。

電解液は環流用スクリュー１６の回転駆動により渦巻電
極５の陰陽両電極板７，８の間隙内を流れ、更に環流用
パイプ２３を経て分離槽２５内に混合ガスと共に流入し
、又分離槽２５内からは環流パイプ２４を介して電解槽
１内に流入される。

ところで、電解槽１内では、電解液が円筒状マグネット
３による強磁場の作用を受ける。

この強磁場と渦巻電極５による分解電流とは略直交状に
交叉し、又各々の渦巻電極５の陰電極板７と陽電極板８
とが交互に配置されることから、陰陽両電極板７，８間
内においては、電解液がフレミングの左手の法則により
第４図に示す如き方向に強力な流体運動を起こし、しか
も渦巻電極が電解液の流れ方向に沿って多段状に多数配
置されているので、水分子が更に磁束を切りながら、撹
拌されて分解速度が増加する。

このため同一分解電流に対する気体の発生量が増大する
。

従って電極板の面積が少なくて済むことから、電解槽１
が小型で軽量に構威し得る。

本実施例では、電解槽１として直径ｌｏｃｋ長さ２０α
のものを使用し、かつ５０Ａの分解電流により一般に使
用されている工業用の大型電解槽に匹適するガス生戒量
を得ることができた。

このようなガスの高収率化を更に詳しく説明すれば、前
述の如く強磁場の作用によりフレミングの左手の法則に
基づき電極表面のイオンが高速運動を起し、このため両
電極への電着速度を速め、これに伴い多量のガスが生成
されるものと推察される。

このようなイオンの速度は磁場の強さ及び分解電流の増
加に伴い増大する。

この関係は混合ガスの生或量が磁場の強さ及び分解電流
の値に対して比例的増量はしないが、従来方式の如く電
解液に粘度の高いものを使用した場合の電着速度の低下
を磁場の作用により速めることが可能となり、しかもこ
の磁場の作用で電解液が撹拌作用を受けて、気体の電極
離れが良好となる。

このイオンの高速度現象は分解電流と磁場とのなす角度
が重要な要因で、直交方向が最良であることはもとより
である。

従って電解槽１中の微小部分における電力線の向き即ち
等電位面が電解の方式、電極の形状やその電極から生ず
る磁性、更には電解槽１の形状等により前記の如きイオ
ンの高速運動が影響を受ける。

従って本実施例では陰陽の両電極板７，８を渦巻状に巻
回して渦巻電極５を形成し、かつこの渦巻電極５を円筒
状マグネット３内に多段状に配設させて、電解液の高速
流体運動を効果的に生ぜしめ、更にこの高速流体運動に
より電解液が磁場を切り、これにより生ずる電子力に基
づきイオン運動を増速させてガスの収率を向上させるべ
く構成したものである。

このようなフレミングの左手の法則に従ってイオンが高
速運動を生じてガスの収率を向上させるものと推察され
る他、フレミングの右手の法則による分解電流への相互
作用や、強磁場による電解液即ち水分子の分極に影響を
与えることも推量できる。

即ち、本実施例では電解液に濃度０．９％の水酸化ナト
リウム溶液を使用するが、水の磁化率は−〇．７２０
Ｘ１０−６ｃｇｓで反磁性を示し、通常状態では水分
子を構成する陽子と電子とがつり合って安定した状態に
ある。

この状態における水分子相互の結合は双極子間の静電引
力によるものである。

この水に強磁界を作用させると、分子を構成する陽子と
電子とのつり合いが崩れ、各水分子には外部磁界のＮ極
に近い方にＮ極が、又Ｓ極に近い方にＳ極が、即ち各水
分子に磁気双極子が生じて、外部磁界に対応した方向に
整列することとなり、分子間の結合が切り離されて夫々
小分子に分離するものと考えられる。

このように電解液に強磁場を作用させると、前記の如き
所謂プロトン効果により水分子を構或する陽子と電子と
のつり合いが崩れるので、電極間電流による水分子の電
離作用が増大するものと考えられる。

伺故ならば、電極間の水溶液中に気泡の発生を観察する
ことができることからも推察できる。

しかも渦巻電極５が電解液の流れ方向に多段状に配例さ
れており、かつ各渦巻電極５の分解電流が円筒状マグネ
ット３の磁場と交叉する如く流れるから、水分子の電離
作用が効果的に行われる。

電解槽１内にて生威された酸素と水素の混合ガスは電解
液と共に分離槽２５内に送り込まれる。

分離槽２５では電解液と混合ガスとを分離し、かつ電解
液の泡沫が消泡板３３によって供出されるのを防止し、
混合ガスのみが各種のガス器具等消費源に供給される。

この混合ガスはガスバーナー等の使用すべき機器によっ
てはフィルターで酸素と水素とに分離して供給するとよ
い。

分離槽２５内の電解液が所定値以下に減少すると、マグ
ネットセンサー３２が下降して、所定のリードスイッチ
３１が閉成動作をし、これにより図示しない電磁弁が開
放して蒸留水が所定量補充される。

以上の如く本発明によれば、円筒状マグネットによる強
磁場が多段状に配列された各渦巻電極の分解電流に対し
て交叉する如く作用するので、電解液の撹拌作用と、電
極表面のイオンの高速運動とが生じて、電着速度が速め
られ、これにより分解速度が更に増速されて多量の生威
ガスを得ることができる。

しかも電解槽へのマグネットの装着によっても電解液の
流速抵抗の増大を招くことがなく、かつ外装形式のもの
に比して強磁場が効果的に作用して分解効果を更に助長
させることができ、又、小型でかつ軽量に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気分解装置の断面図、第２図は
その渦巻電極の平面図、第３図はその渦巻電極の断面図
、第４図はその電解液に対する円筒状マグネットの強磁
場と渦巻電極の分解電流との作用状態を示す説明図であ
る。１・・・電解槽、２・・・リング状架台、３・・・円筒
状マグネット、４・・・支え板、５・・・渦巻電極、６
・・・支え舌片、７・・・陰極電板、８・・・陽極電板
、９・・・スペーサー、１０・・・ガイド筒、１１・・
・保護バンド、１２・・・絶縁クッション材、１３・・
・電極止めバンド、１４・・・陽極の日出線、１５・・
・陰極の日出線、１６・・・環流用スクリュー１７・
・・回転軸、１８・・・ベルト、１９・・・プーリ、２
０・・・パッキン、２１．２２・・・コード、２３．２
４・・・環流パイプ、２５・・・分離槽、２６・・・パ
イプ止め金具、２７・・・連結パイプ、２８・・・注液
パイプ、２９・・・水切りステップ、２９ａ・・・通水
口、２９ｂ・・・リング状ベース、３０・・・液面計測
パイプ。３１・・・リードスイッチ、３２・・・マグネットセン
サー３３・・・消泡板、３４・・・口金、３５・・・
ボディ合せリング、３６・・・取付けアームタイ、Ａ・
・・陽極ターミナル、Ｂ・・・陰極ターミナル、Ｃ・・
・コネクタ、Ｍ・・・駆動モータ。

Claims

【特許請求の範囲】

１電解液が収納される電解槽内に円筒状マグネットを
装着し、かつ円筒状マグネットの内方に、陰陽の両電極
が適宜間隙を保有させた状態で渦巻状に巻回された渦巻
電極を複数個多段状に配設し、前記各渦巻電極の分解電
流が円筒状マグネットの磁束と交叉する如く構成してな
ることを特徴とする電気分解装置。