JPH04165265A - 水蒸気電解装置 - Google Patents

水蒸気電解装置

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JPH04165265A
JPH04165265A JP2290876A JP29087690A JPH04165265A JP H04165265 A JPH04165265 A JP H04165265A JP 2290876 A JP2290876 A JP 2290876A JP 29087690 A JP29087690 A JP 29087690A JP H04165265 A JPH04165265 A JP H04165265A
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康弘 山内
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は太陽熱を利用した水蒸気電解装置に関し、特に
太陽熱発電装置の蒸気加熱用太陽光受光部、太陽熱駆動
スターリングエンジンの作動気体加熱部、高温ガス炉（
ＨＴＧＲ）の高温熱交換器に使用されるものである。
［従来の技術］ 従来、水蒸気電解装置としては、例えば第３図に示すも
のが知られている（特願平１−２７１２Ｈ号公報）。
第３図において、石英ガラス容器１に入った多孔質セラ
ミックス２からなる受光部に、水蒸気がキャリアガスの
アルゴンと一緒に水蒸気入口管３から供給される。多孔
質セミックス２で１０００℃まで集光太陽光４により、
加熱された水蒸気はイツトリア安定化ジウルコニア（以
下、ＹＳｚという）の円筒で作られた電解セル５に供給
され、この電解セル５の白金またはニッケルのＹＳｚサ
ーメットでえできた水素極に結線された負電極７と白金
またはランタン型プロブスカイト型酸化物（ＬａＣｏＯ
，、ＬａＭｎ０）、ＬａＣｒＯ３等）でできた酸素極８
に結線された正電極９に直流電圧を加えると、水蒸気が
電解され、水素極６側に水素が、酸素極８側に酸素が生
じる。生じた酸素はキャリアガス入口管１０から供給さ
れたアルゴンガスにより、酸素出口管１１から外へ排出
される。
電解セル５は内部の温度を一定にするためと、熱放散を
防ぐため、断熱容器１２でおおわれている。
また、温度を均一にするため、キャリアガス入口管ｌＯ
と酸素出口管１１に、多孔質セラミックス１３を設ける
事もある。
Ｃ発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の水蒸気電解装置によれば、高温水
蒸気電解を加圧下で運転する場合、多孔質セラミックス
が、透明石英管と接しているため、高温に加熱すると受
光部容器である石英管の強度が低下するので、加圧下で
使用することができない。
上記事情に鑑みてなされたもので、加熱される前の気体
が受光部容器と多孔質セラミックスの間を流れるように
して、受光部容器の温度が上がらず強度が低下しないの
で加圧下での加熱が可能な水蒸気電解装置を提供するこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、透明な受光部容器内に多孔質セラミックスを
配置した集光部と、円筒型電解質の内・外面に酸素極、
水素極を配置した電解セルと、前記電解セルを覆う断熱
容器とを具備し、太陽光などの輻射で前記多孔質セラミ
ックスを加熱し、この多孔質セラミックスに気体を通し
て気体を加熱し、かつ加熱前の低温の気体を前記多孔質
セラミックスと受光部容器の間を通した後に多孔質セラ
ミックスを通して加圧下で高温に加熱することを特徴と
する水蒸気電解装置である。
［作　用〕 加熱する前の冷気体を多孔質セラミックスと、石英など
の透明な受光部容器の間を通すことにより、冷気体によ
り受光部容器が冷却され、受光部容器の温度が上がらな
い。また、受光部容器と冷気体は太陽光の透過率が高く
、太陽光や、多孔質セラミックスの２次輻射で直接加熱
されにくい。
従って、本発明では気体を加圧下で１０００℃以上の高
温に加熱しても、受光部容器の温度が上がらないため、
強度低下が起こらない。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
［実施例１］ １１図を参照する。
図中の２１は、一端側（右側）が開口され、この開口端
にフランジ２１ａが取り付けられた石英ガラス製の受光
部容器である。この受光部容器２１の開口側には、両端
側が開口され、フランジ２２ａ。
２２ｂを有した内筒２２がフランジ２２ｇを受光部容器
２１のフランジ２１ａに当接した状態で固定されている
。前記内筒２１には、Ｈ２０＋Ａｒが供給される水蒸気
入口管２８が設けられている。前記内筒２２には、フラ
ンジ２４ａを有した外筒２４がフランジ２４ａを内筒２
２のフランジ２２ａに当接した状態で固定されている。
前記外筒２４の筒本体の端部（左側）は、前記受光部容
器２１の右端部の内側まで延びている。
前記外筒２４には、水素出口管２５が設けられている。
前記外筒２４の筒本体の内側には、断熱容器２６が設け
られている。ここで、断熱容器２６は後記する電解セル
を覆うように設けられるが、この理由は電解セルの内部
の温度を一定にするためと、熱拡散を防ぐためである。
また、外筒２４の筒本体の左端部には、多孔質セラミッ
クラス（受光部）２７がその大部分を前記受光部容器２
１側に位置するように前記断熱容器２６端に接して設け
られている。前記外筒２４の右端部には開口部が設けら
れ、この開口部及び前記断熱容器２６の開口部にキャリ
アガス入口管２８を有した筒部材２９が装着されている
。前記筒部材２９の端部（左側）には、一端（右端）が
開口した電解セル３０が装着されている。この電解セル
３０の外側には水素極３１が設けられ、内側には酸素極
３２が設けられている。前記筒部材２９の右端部には開
口部が設けられ、この開口部に酸素出口管３３が前記電
解セル３０の左端部近くまで延出するように装着されて
いる。なお、図中の８４は酸素極３２に結線された正電
極、３５は水素極３Ｉに結線された負電極、３６は集光
太陽光である。
こうした構成の水蒸気電解装置の作用は次の通りである
。
まず、前記受光部容器２１に入った多孔質セラミックス
からなる受光部２２に水蒸気がキャリアガスのアルゴン
と一緒に水蒸気入口管２３から受光部２２と受光部容器
２１の間に供給される。ここで、多孔質セラミックスは
集光された太陽光２６で加熱されており、この多孔質セ
ラミックスの中を水蒸気とアルゴンガスが通る時に、多
孔質セラミックスから加熱されて約１０００℃まで加熱
される。
加熱された水蒸気は電解セル３０に供給され、この電解
セル３０の水素極３１に結線された負電極３５と酸素極
３２に結線された正電極３４に直流電圧を加えると、水
蒸気が電解され、水素極３１側に水素が、酸素極３２側
に酸素が生じる。生じた酸素はキャリアガス入口管２８
から供給されたアルゴンガスにより、酸素出口管３３か
ら外へ排出される。
しかして、上記実施例１に係る水蒸気電解装置によれば
、加熱する前の冷気体を多孔質セラミックス２７と石英
ガラス製の受光部容器２１の間を通すことにより、冷気
体により受光部容器２１が冷却され、受光部容器２１の
温度が上がらない。また、受光部容器ｚ１と冷気体は太
陽光の透過率が高く、太陽光や、多孔質セラミックス２
７の２次輻射で直接加熱されにくい。従って、本発明で
は気体を加圧下で１０００℃以上の高温に加熱しても、
受光部容器２１の温度が上がらないため、強度低下が起
こらない。
なお、上記実施例１において、温度を均一にするため、
キャリアガス入口管２８と酸素出口管３３に多孔質セラ
ミックスを設けてもよい。
［実施例２］ この実施例２は、第２図に示す如く、電解セル３０の酸
素極３２を電解セル３０の外部に取り付け、電解セル３
０の内部に水素極３１を取り付けて、太陽光で空気を加
熱し顕熱で電解セルを加熱した構成になっている。
上記実施例２によれば、実施例１と同様、加圧下での加
熱が可能である。
［発明の効果］ 以上詳述した如く本発明によれば、加熱される前の気体
が受光部容器と多孔質セラミックスの間を流れるように
して、受光部容器の温度が上がらず強度が低下しないの
で加圧下での加熱が可能な水蒸気電解装置を提供できる
。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例１に係る水蒸気電解装置の断面
図、第２図は本発明の実施例２に係る水蒸気電解装置の
断面図、第３図は従来の水蒸気電解装置の断面図である
。 ２Ｉ・・・石英ガラス製受光部容器、２２・・・内筒、
２３・・・水蒸気入口管、２４・・・外筒、２５・・・
水素出口管、２６・・・断熱容器、２７・・・多孔質セ
ラミックス、２８・・・キャリアガス入口管、２９・・
・筒部材、３０・・・電解セル、３１・・・水素極、３
２・・・酸素極、３３・・・酸素出口管、３４・・・正
電極、３５・・・負電極、３Ｂ・・・集光太陽光。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 透明な受光部容器内に多孔質セラミックスを配置した集
    光部と、円筒型電解質の内・外面に酸素極、水素極を配
    置した電解セルと、前記電解セルを覆う断熱容器とを具
    備し、太陽光などの輻射で前記多孔質セラミックスを加
    熱し、この多孔質セラミックスに気体を通して気体を加
    熱し、かつ加熱前の低温の気体を前記多孔質セラミック
    スと受光部容器の間を通した後に多孔質セラミックスを
    通して加圧下で高温に加熱することを特徴とする水蒸気
    電解装置。
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