JP3367812B2 - 水電解装置 - Google Patents
水電解装置Info
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Description
利用した水電解装置に関するものである。
は、電解に必要な水を電解槽に循環供給すると、該電解
槽からは、発生した水素及び余剰な水分と、発生した酸
素及び余剰な水分とが出てくる。これらの水素及び酸素
ガスと水分は、気水分離器と呼ばれる容器に導入され、
そこで、重力によって液相と気相とに分離されて、液相
の水は電解に再利用されるようになっている。また、こ
の気水分離器には、水位検知器が設けられており、これ
が水位を検知し、検知水位が所定値以下になると、電解
によって消費された分の水の補給が行われるようになっ
ている。
る気水分離器では、液相と気相とを分離するためジグザ
グ形式のミストセパレータを用いるが、ガス流速を遅く
するためミストセパレータの体積を十分に大きく設計す
る必要があり、コンパクト化が図れないだけでなく、水
電解システムの使用中には、上記体積内に常に水素や酸
素が多量に存在することになり、安全面からも改良が望
まれていた。また、上述のように重力を利用する気水分
離器では、当然のことながら、重力の存在しない空間で
の使用は不可能である。
て浮き玉を用いるいわゆるフロートスイッチが設けられ
ているが、水電解システムにおいては、気水分離器内の
ガスが水素もしくは酸素であるため、防爆の必要があ
り、フロートスイッチは適しておらず、水位検知による
水補給方式の改善が望まれていた。
ことなく気水分離が可能であると共に、水位の検知に依
拠することなく適切な水補給を可能とする水電解装置を
提供することである。
め、請求項1に記載の本発明は、電解槽に接続された給
水循環路に、該給水循環路に接続された電解用水の供給
源からの電解用水を循環供給して電解を行う水電解装置
において、前記給水循環路に設けられた、気体透過膜を
有する気水分離装置と、該気水分離装置により分離され
た気相を導出するように該気水分離装置に接続された気
相導出路と、前記給水循環路及び前記気相導出路の圧力
差に基づいて前記供給源から前記給水循環路への電解用
水の供給を許容する許容手段とを備え、電解により消費
した分の電解水を自動的に供給することを特徴とするも
のである。また、請求項2に記載の本発明は、電解槽に
接続された給水循環路に、該給水循環路に接続された電
解用水の供給源からの電解用水を循環供給して電解を行
う水電解装置において、前記給水循環路に設けられた、
気体透過膜を有する気水分離装置と、該気水分離装置に
より分離された気相を導出するように該気水分離装置に
接続された気相導出路と、前記給水循環路の圧力を監視
する監視手段と、前記給水循環路及び前記供給源の間に
設けられ、前記監視手段により検出された圧力が所定値
に低下した時に前記供給源から前記給水循環路へ電解用
水を供給する供給ポンプとを備え、電解により消費した
分の電解水を自動的に供給することを特徴とするもので
ある。
用した気水分離装置を導入し、これに電解用水を循環さ
せる。電解用水は先ず電解槽に入り、電解に用いられ
る。電解槽出口には電解により発生したガスと余剰な水
とが共に排出されてくる。このガス及び水は、気水分離
装置の中に入り、ガスだけが気体を透過する気体透過膜
を透過して選別され、気相導出路に導かれる。水は、気
体透過膜を通過できないため、気水分離装置を通って給
水循環路に戻り、再び電解に用いられる。
路の圧力よりも低くなるように設定しておくことによ
り、ガスの透過性の向上が図られ、気水分離装置がコン
パクトになる。また、上述のように設定しておくと、給
水循環路の圧力低下が電解用水の消費量を表すため、一
定圧力で電解用水を供給したり、圧力低下量がある値に
達したら水を供給したりすることができる。
の好適な実施の形態即ち実施形態について説明するが、
図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
図1は、本発明による水電解装置もしくはシステムの第
1実施形態を概念的に示す系統図である。尚、この水電
解装置は、流量、圧力等の調整のために、必要に応じて
随所に弁装置等の機器を有しうるが、これらについて
は、図示と説明を省略する。
は、適宜の電源2が接続されると共に、それぞれ循環ポ
ンプ3a,4aを有する給水循環路3,4が接続されて
いる。該給水循環路3,4は、水供給源3b,4bに接
続され、そこから後述するように補給水を受ける。各給
水循環路3,4は、同一の構造のものでよい気水分離装
置5a,5bを有し、電解槽1において発生された水素
は、余剰の水分と共に、該気水分離装置5aを通って給
水循環路3を循環し、酸素は、同様に余剰の水分と共
に、気水分離装置5bを通って給水循環路4を循環す
る。
図2に示されるように、シェル・チューブ型であって、
同軸的に配置された内側の中空気水分離膜51と外側の
円筒殻52とからなる。気水分離膜もしくは気体透過膜
51は、気液混合流から気体のみを透過する繊維又はゲ
ル状物質等の材料からなる。この実施形態においては、
気液混合流が気水分離膜51により囲まれた流路53を
通流し、この通流過程で分離されたガスは気水分離膜5
1の回りの環状流路54を通る。
の各環状流路54には、管路(気相導出路)6a,6b
が気体の連通が可能に接続されており、分離された水素
ガス及び酸素ガスは、これらの管路6a,6bから水素
出力及び酸素出力として取り出される。この気水分離装
置において、電解槽1で発生された流路53内のガスと
余剰の水分とからなる気液混合流の圧力は、環状流路5
4内の分離されたガスの圧力よりも高くなるように設定
されている。尚、図1において、符号7a,7b,8
a,8b,9a,9bはいずれも圧力検知器であり、そ
れが検知した圧力を表す出力信号は、例えばコンピュー
タのような制御装置(図示せず)に接続しうる。また、
実施形態の説明の冒頭に述べた弁装置等も該制御装置に
接続することができ、該制御装置により開閉制御を受け
る。
即ち、圧力検知器8a,8bの検知圧力が圧力検知器7
a,7bの検知圧力よりも高くなるように設定すること
により、前述した水供給源3b,4bからの水の供給が
ない場合、電解により水が消費されるにつれて、圧力検
知器8a,8bの検知圧力が低下し圧力検知器7a,7
bの検知圧力に接近して行くことになる。従って、この
圧力変化を例えば前述した制御装置により求めて一定の
圧力差に達した時に、即ち圧力検知器7a,7bの圧力
を一定に保ち、圧力検知器8a,8bの圧力が一定圧力
へ低下した時に、図示しない弁装置の開弁操作を行って
水供給源3b,4bから一定圧力の電解水を供給するこ
とにより、消費した分の電解水を自動的に供給すること
ができる。
すと、圧力検知器7a,7bにおける圧力8Kgf/c
m2G =一定とし、圧力検知器8a,8bにおける圧力
9Kgf/cm2G の状態で、水の供給無しに電解を進
めると、圧力検知器8a,8bにおける圧力は圧力検知
器7a,7bにおける圧力8Kgf/cm2G に近づい
て行く。従って、圧力検知器9a,9bにおける圧力を
前述した制御装置にフィードバックして、該圧力が9K
gf/cm2G の一定値になるように水供給源3b,4
bから電解水を供給すれば、初期状態の圧力分布から実
質的に変化することなく、即ち、消費した分だけ電解水
が供給され、スムーズな電解が可能になる。
を参照して説明する。第1実施形態について説明したよ
うに、本発明によれば、圧力の変化により電解水の消費
状態を知ることができる。そこで、本発明では、水供給
源3b,4bの前方に圧力検知器9a,9bを配する代
わりに、圧送ポンプ10a,10bを設け、該圧送ポン
プ10a,10bを圧力検知器8a,8bからの指令に
基づいてオン・オフするようにしている。
スの一例について説明すると、初期状態では、圧力検知
器7a,7bにおける圧力(一定)は8Kgf/cm2
Gとし、圧力検知器8a,8bにおける圧力は9Kgf
/cm2G とする。この状態で電解を開始すると、後者
の圧力は徐々に低下する。圧力検知器8a,8bの圧力
が8.3Kgf/cm2Gになった時点でポンプ10a,
10bを作動させて水を供給したところ、圧力検知器8
a,8bの圧力は上昇し、やがて9Kgf/cm2G に
達した。この時点でポンプ10a,10bの作動を停止
することにより、水電解システムは初期状態に戻る。こ
のようにポンプ10a,10bをオン・オフすることに
よって、消費した分だけ電解水が供給され、スムーズな
電解が可能になる。
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
様々な改変が可能である。例えば、気水分離装置5a,
5bは、ガスが気水分離膜51により囲まれた流路53
を通流し、気液混合流が気水分離膜51の回りの環状流
路54を通るようにしてもよい。また、第1実施形態で
は、各部の圧力を制御装置(図示せず)に入力し、該制
御装置からの指令により図示しない弁装置の開閉操作を
行うこととしたが、水供給源3b,4bに一定圧力(例
えば9Kgf/cm2G)の電解用水を充填し、圧力検知
器9a,9bの検知圧力が9Kgf/cm2G 以下に低
下したら、同圧力検知器からの指令により図示しない弁
装置を開いて水供給源3b,4bの電解用水を導入し、
給水循環路3,4の圧力が回復するようにしてもよい。
形態とは逆に、圧力検知器8a,8bをポンプ10a,
10bに電気的に接続して、その指令により同ポンプの
オン・オフを行うようにしているが、圧力検知器8a,
8bの出力信号をコンピュータのような制御装置に入力
して基準値と比較し、同基準値より低ければ、該制御装
置の指令下にポンプ10a,10bをオン・オフするよ
うにしてもよいことは言うまでもない。
ではなく、気体透過膜を有する気水分離装置を用いるの
で、重力の無い空間でも作動可能であるばかりか、ガス
の存在する空間が少なく安全かつコンパクトであり、ま
た、給水循環路の圧力を監視して該給水循環路への電解
用水の供給を行うため、従来の浮き玉式スイッチとは違
って圧力検知器は循環電解用水のみに接し、安全である
と共に、スムーズな電解用水の供給を行うことができ
る。
念的に示す系統図である。
分離装置の一例の部分斜視図である。
念的に示す系統図である。
源、5a,5b…気水分離装置、6a,6b…管路(気
相導出路)、8a,8b…圧力検知器(許容手段もしく
は監視手段)、9a,9b…圧力検知器(許容手段)、
10a,10b…供給ポンプ。
Claims (2)
- 【請求項1】 電解槽に接続された給水循環路に、該給
水循環路に接続された電解用水の供給源からの電解用水
を循環供給して電解を行う水電解装置において、前記給
水循環路に設けられた、気体透過膜を有する気水分離装
置と、該気水分離装置により分離された気相を導出する
ように該気水分離装置に接続された気相導出路と、前記
給水循環路及び前記気相導出路の圧力差に基づいて前記
供給源から前記給水循環路への電解用水の供給を許容す
る許容手段とを備え、電解により消費した分の電解水を
自動的に供給することを特徴とする水電解装置。 - 【請求項2】 電解槽に接続された給水循環路に、該給
水循環路に接続された電解用水の供給源からの電解用水
を循環供給して電解を行う水電解装置において、前記給
水循環路に設けられた、気体透過膜を有する気水分離装
置と、該気水分離装置により分離された気相を導出する
ように該気水分離装置に接続された気相導出路と、前記
給水循環路の圧力を監視する監視手段と、前記給水循環
路及び前記供給源の間に設けられ、前記監視手段により
検出された圧力が所定値に低下した時に前記供給源から
前記給水循環路へ電解用水を供給する供給ポンプとを備
え、電解により消費した分の電解水を自動的に供給する
ことを特徴とする水電解装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02270596A JP3367812B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 水電解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02270596A JP3367812B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 水電解装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09209184A JPH09209184A (ja) | 1997-08-12 |
JP3367812B2 true JP3367812B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=12090282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02270596A Expired - Lifetime JP3367812B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 水電解装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3367812B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4615679B2 (ja) * | 2000-07-26 | 2011-01-19 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 水素・酸素供給システム |
JP5897512B2 (ja) * | 2013-07-31 | 2016-03-30 | デノラ・ペルメレック株式会社 | 重水の電解濃縮方法 |
CN115261929B (zh) * | 2022-07-28 | 2023-04-07 | 广州中氢能源科技有限公司 | 一种医用氢氧机的自动回流防爆集水器 |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP02270596A patent/JP3367812B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09209184A (ja) | 1997-08-12 |
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