JPS6223808Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は水素発生機の改良に関する。

ガスクロマトグラフ等の分析においてキヤリア
ガス、又は燃料として用いる純水素を発生するも
のに水電解用水素発生セル（以下、セルという）
内に固体高分子電解質（以下、固体電解質とい
う）を収納し、この固体電解質に直流を通電する
ことにより、セル内の水を電気分解するようにし
たものが知られている。

この種水素発生機においては、セル内の水分が
水素ガス（以下、H₂ガスという）中に混入して
水素ガス発生ライン（以下、発生ラインという）
へ送り出されるため、発生したH₂ガスを分析計
の燃料又はキヤリアガスとしてそのまま使用する
ことは好ましくないところから、一般に前記発生
ラインに除湿筒を設け、H₂ガス中の水分を除去
するようにしている。

しかしながら、前記除湿筒は一定の使用時間が
経過すると新しいものと取換える必要があり、こ
の取換作業の都度水素発生機の運転（セルへの通
電等）を停止しなければならないという煩しさが
あつた。

これを解決する方法として、例えば発生ライン
に水素貯蔵タンクを設け、前記取替作業時この貯
蔵タンク内のH₂ガスを使用することが考えられ
るが、低圧力で貯えるようにすると、タンク容量
を大きくせねばならず、又、高圧力で貯えるよう
にすると、発生機のシステム全体を高圧に耐えう
るように構成せねばならず、いきおい水素発生機
の構成の複雑化並びに高価格化を招来する。

本考案は上述の事柄に鑑みて提案されたもの
で、連続して長時間、所要量のH₂ガスを供給で
きるようにした水素発生機を提供することを目的
とする。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第１図は本考案に係る水素発生機１００の概略
構成を示すもので、１は純水タンクで、配管２，
３，４を介してセル５と接続されている。前記セ
ル５内には固体電解質５ａが収納されてあり、直
流電流をこの固体電解質５ａに通電すると、セル
５内の水が電気分解され、その時発生する酸素ガ
スは配管４を経て純水タンク１に排出され、H₂
ガスはセル５の出力側に設けられた水素ガス発生
ライン６に送り出されるよう構成されている。

ここで発生ライン６とは、前記セル５の出口か
ら発生口７までの間の配管を指すものとし、発生
口７には分析計（図示しない）が接続される。

８は除湿筒で、セル５において発生するH₂ガ
ス中の水分を除去するものである。９は切換バル
ブで、例えば三方弁より成り、コツクを切換える
ことによりＡ方向（H₂ガス供給方向）又はＢ方
向（放出方向）に切換え自在に構成されている。
なお、上記切換バルブ９をＢ方向に切換えたと
き、H₂ガスは大気中に放出されるようにしても
よいが、純水タンク１にフイードバツクするよう
にして、所謂水封されるようにしておけばH₂ガ
スの着火が防止される。

１０は水素貯蔵金属、例えばLaNi₅等を収納し
た水素吸蔵容器であり、除湿筒８と後述する調圧
ユニツト１１との間に設けた分岐ライン６ａの端
末に接続されている。第２図に前記LaNi₅の圧力
特性を示す。なお、前記水素貯蔵金属はLaNi₅の
他にも数多く市販されている。

調圧ユニツト１１は、分析計に供給されるH₂
ガスを所定の圧力（例えば２気圧）に調圧するも
ので、圧力計１１ａ、圧力スイツチ１１ｂ、調圧
器１１ｃ、破壊板１１ｄ等より構成されている。
１２はストツプバルブである。

次に、上述のように構成した水素発生機１００
の動作につき、水素吸蔵金属としてLaNi₅を用い
た場合を説明する。

まず、切換バルブ９をＡ方向に開栓し、セル５
の固体電解質５ａに対し直流電流を通電する。こ
れによつて、セル５内の水が電気分解され、発生
ライン６には水分を含んだH₂ガスが送り出され
るが、このH₂ガスが除湿筒８を通過する際、不
要な水分は除去される。

そして、H₂ガスがセル５内で発生するとき、
その発生圧力は例えば約７気圧になるので、調圧
ユニツト１１において、２気圧にまで下げられ、
発生口７を介して分析計に供給される。

一方、切換バルブ９の出口側には水素吸蔵容器
１０が設けられてあり、前記発生圧力と調整圧力
との圧力差によつて、前記容器１０内の水素吸蔵
金属がH₂ガスを吸蔵する。

今、ここで除湿筒８を取替えなければならない
ものとすると、まず、セル５への通電を停止する
とともに、切換バルブ９を操作してＢ方向が開栓
されるようにする。これによつて、セル５からは
新たにH₂ガスが発生されず、又、セル５の出口
から切換バルブ９までの発生ライン６中にある
H₂ガスは発生ライン６外に放出される。

他方、前記セル５への通電停止に伴つて水素吸
蔵容器１０内の圧力が低下し始め、容器内の圧力
が４気圧になると、水素吸蔵金属からH₂ガスが
放出され始め、調圧器１１ｃに必要な圧力範囲
（第２図中Ｃ部分）で前記放出が行なわれるの
で、セル５の運転が一時的に停止されても、発生
口７側へは連続してH₂ガスが供給されることと
なる。

そこで除湿筒８を新しいものを取換えた後、再
びセル５への通電を行う。そして、セル５におい
て再びH₂ガスが発生するが、セル５の出口から
切換バルブ９までの発生ライン９がH₂ガスによ
つて完全に置換された時、再び切換バルブ９をＡ
方向が開栓されるようにする。これによつて、発
生ライン６に再びセル５において発生したH₂ガ
スが充填されるようになり、通常の状態で、水素
発生機１００が運転されることとなる。

本考案者等の試算によれば、上述のように構成
した場合、従来の水素貯蔵タンクを用いる場合と
比べて、水素吸蔵容器１０の大きさは1/100で済
み、その取扱いが極めて容易となるほか、水素発
生機１００の構成を複雑にしなくても済み、また
安価に構成できる。

以上、詳述したように、本考案は、固体高分子
電解質を使用して水を電気分解するようにした水
素発生セルから分析計を接続可能な発生口への水
素ガス発生ラインに、除湿筒および調圧ユニツト
をこの順に介装した水素発生機において、前記除
湿筒と前記調圧ユニツトとの間に、切換バルブ
と、端末に水素吸蔵金属を収納した水素吸蔵容器
が接続された分岐ラインとを設け、前記切換バル
ブによる流路の切換えにより、前記セルで発生し
た水素ガスを前記発生口に送りつつ当該水素ガス
の一部を前記水素吸蔵容器に貯える状態と、前記
水素吸蔵容器に貯えた水素ガスを前記発生口に送
りつつ前記切換バルブよりも上流側の水素ガス発
生ラインの水素ガスを系外に排出する状態とに切
り換え可能に構成してあることを特徴とするもの
である。

従つて、本考案によれば、除湿筒を取り替える
場合、切換バルブを切換操作して水素吸蔵容器に
貯えた水素ガス（水素吸蔵金属に吸蔵された多量
の水素ガス）を前記発生口に送りつつ除湿筒の取
替を行い、除湿筒の取替後においては、セルの出
口から切換バルブまでの水素ガス発生ラインが水
素ガスによつて完全に置換された時、前記切換バ
ルブを切換操作して再びセルからの水素ガスを発
生口へと送ることができる。このように本考案に
よれば、大容量の水素貯蔵タンクを必要としない
簡単かつ安価な構成の水素発生機であるにもかか
わらず、除湿筒の取替作業時にも、連続的に所要
量の水素ガスを分析計に供給することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る水素発生機の概略を示す
構成図、第２図は水素吸蔵金属として用いられる
LaNi₅の圧力特性図である。 ５……水素発生セル，５ａ……固体高分子電解
質、６……水素ガス発生ライン、６ａ……分岐ラ
イン、７……発生口、８……除湿筒、９……切換
バルブ、１０……水素吸蔵容器、１１……調圧ユ
ニツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 固体高分子電解質を使用して水を電気分解する
   ようにした水素発生セルから分析計を接続可能な
   発生口への水素ガス発生ラインに、除湿筒および
   調圧ユニツトをこの順に介装した水素発生機にお
   いて、前記除湿筒と前記調圧ユニツトとの間に、
   切換バルブと、端末に水素吸蔵金属を収納した水
   素吸蔵容器が接続された分岐ラインとを設け、前
   記切換バルブによる流路の切換えにより、前記セ
   ルで発生した水素ガスを前記発生口に送りつつ当
   該水素ガスの一部を前記水素吸蔵容器に貯える状
   態と、前記水素吸蔵容器に貯えた水素ガスを前記
   発生口に送りつつ前記切換バルブよりも上流側の
   水素ガス発生ラインの水素ガスを系外に排出する
   状態とに切り換え可能に構成してあることを特徴
   とする水素発生機。