JPS5825754B2 - 耐振動性水電解装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐振動性水電解装置に関するものである。

本電解装置の電解槽内には、電解槽内部で水素ガスと酸
素ガスとの混合が起るのを防止するために、陽極室と陰
極室との間にテフロン薄膜あるいはアスベスト薄膜等よ
りなる隔膜が設けられている。

この隔膜は極めて破壊されやすいものであって、振動等
により陽極室と陰極室との間に圧力差が生じると容易に
破壊し、その場合、電解運転が不可能となる。

一方、従来の電解装置では、水素ガス導出側と酸素ガス
導出側との間の圧力バランスを保つために電解槽の陽極
室および陰極室に各各に接続した各気液分離装置間を相
互に連通させており、そのために外部振動に対しては連
通部をとおして電解液が移動することにより各気液分離
装置の液面が非常に変動し易い状態にある。

各気液分離装置の液面が変動すると気液分離装置の気相
部の圧力変動が生じ、そのとき電解槽の陽極室と陰極室
との間に差圧が生じるため、前記隔膜が破壊され、以後
の運転が不可能となる。

ところで近い将来、太陽熱発電、波力発電、温度差発電
等が実施されようとしているが、これらの発電設備が洋
上に設置される場合には、その発電エネルギーを陸上ま
で運搬するのに、それを水電解によって水素エネルギー
に転換して行なうことが考えられる。

このような場合、叙上のような従来の水電解装置のよう
に振動して使用に耐え得ないものでは実用に向かない。

本発明は以上に鑑みてなされたものであり、以下その実
施例を図面に基づき説明する。

１は電解槽であり、その内部の陽極室１人と陰極室１Ｂ
とが隔膜１Ｃによって仕切られている。

陽極室１人で発生する酸素ガスは気液混合した状態で酸
素ガス導出路２人を通して重力式の気液分離装置３Ａへ
送られる。

この気液分離装置３Ａは竪型円筒状でかつ上部にフィル
ター４Ａを有するものが採用される。

そしてここでは、導入された発生気泡の８〜９割の比較
的分離されやすい気泡が重力で分離される。

したがって分離液ｓＡには１〜２割程度の未分離の気泡
が混在している。

かかる分離液ｓＡは気液分離装置３Ａの底部より排出路
５Ａを通してポンプ６Ａにより強制式の気液分離装置７
Ａへ送られる。

この気液分離装置７Ａは内部にフィルタ８Ａを有するも
のであり、前記分離液ＳＡはこのフィルタ８Ａをポンプ
６Ａの吐出圧により強制的に通過せしめられて気泡を分
離する。

強制式の気液分離装置７Ａで分離された酸素ガスはその
上部より戻し路９Ａを通して重力式気液分離装置３Ａの
気相部３ａへ戻される。

他方、陰極室１Ｂで発生する水素ガスの気液混合物も同
様に、水素ガス導出路２Ｂを通してまず重力式気液分離
装置３Ｂへ送られ、ここでほとんどの気泡を分離した後
、排出管５Ｂを通してポンプ６Ｂにより強制式気液分離
装置７Ｂへ送られ、ここで完全に気液分離される。

そして分離された水素ガスは戻し管９Ｂにより重力式気
液分離装置３Ｂ内の気相部３ｂへ戻される。

なお４Ｂ、８Ｂはフィルタである。

前記した２つの強制式気液分離装置７Ａ、７Ｂで完全に
気液分離された電解液は、それぞれ循環路１０Ａ、１０
Ｂを通して制御弁１１へ送られ、合流後、送入路１２を
通して電解槽１へ循環される。

この場合において、酸素ガス導出路２人側から電解槽１
へ循環する分離液（電解液）の循環量及び水素ガス導出
路２Ｂ側から電解槽１へ循環する分離液（電解液）の循
環量は、第１制御装置１３により、それぞれの重力式気
液分離装置３Ａ、３Ｂ内の液面レベルＬＡ、ＬＢが一定
になるように制御される。

第１制御装置１３は、それぞれの重力式気液分離装置３
Ａ、３Ｂに付設された液面計１４Ａ、１４Ｂと、これら
の液面計１４Ａ、１４Ｂの出力信号を比較演算し、その
演算値に基づき制御弁１１の２つの入口開度を調節する
液面差制御計１５とからなる。

液面差制御計１５ではその設定値を、２つの気液分離装
置３Ａ。

３Ｂ内の液面レベルＬＡ、ＬＢが等しくなるように選定
しても、あるいは両液面レベルＬＡ、ＬＢの差が一定と
なるように選定してもよい。

一方、気液分離された水素ガスは重力式気液分離装置３
Ｂの頂部より取出路１６Ｂを経て取出される。

この取出路１６Ｂには圧力制御弁１７Ｂが介在されてお
り、この圧力制御弁１７Ｂが圧力制御計１８からの出力
で制御されるため、水素ガスは気液分離装置３Ｂの気相
部３ｂの圧力を常時一定圧にして取出され、製品となる
。

なお１９は圧力計である。また気液分離された酸素ガス
は重力式気液分離装置３Ａの頂部より取出路１６Ａを経
て取出される。

この取出路１６Ａには圧力制御弁１７Ａが介在される。

この圧力制御弁１７Ａは前記２つの気液分離装置３Ａ、
３Ｂの各気相部３ａ 、３ｂの圧力を比較演算する圧力
差制御計２０の出力により、その差が零または一定とな
るように開度調節される。

したがって前記各気相部３ａ 、３ｂの圧力は常に等し
く保持される。

２１Ａ、２１Ｂは圧力計である。

２２は補給水供給路であり、この供給路２２にも液面制
御計２３により関度調節される液面制御弁２４が介在さ
れる。

したがって補給される原料水によって気液分離装置３Ａ
内の液面レベルＬＡが変動することはない。

なお前記した圧力制御計１８．圧力差制御計２０により
第２制御装置２５が構成される。

この実施例によれば、電解槽１の陽極室１人内と陰極室
１Ｂ内との圧力バランスを保つために各気液分離装置３
Ａ、３Ｂ間を連通させていないか外部の振動に対し各気
液分離装置３Ａ、３Ｂの液面変動を抑え得る以外に、強
制式気液分離装置７Ａ、７Ｂにより完全な気液分離が行
なわれるので、重力式気液分離装置３Ａ。

３Ｂとして梨型のものを用いることができる。

その結果、装置全体をコンパクトなものとして構成し得
るので、特に洋上設置の場合に有益である。

この点に関し、従来は完全な気液分離装置が採用されて
いたのでコンパクト化が制限されていた。

以上の説明から明らかなように１本発明は、従来のよう
に電解槽の陽極室と陰極室の圧力均衡を保つのに連通管
を使用せず、酸素ガス導出路側並びに水素ガス導出路側
の各気液分離装置内液面レベルとそれらの気相部圧力と
を別個に制御し各々の変動を抑えることにより前記画室
の圧力均衡を保ち得る。

したがって洋上に設置した場合であっても、波等による
振動により各気液分離装置内液面が変動し、それが原因
で隔膜が破壊され、運転が不可能となることはない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明実施例の説明図である。 １・・・・・・電解槽、２Ａ、２Ｂ・・・・・・ガス導
出路。 ３Ａ、３Ｂ・・・・・・重力式気液分離装置、７Ａ、７
Ｂ・・・・・・強制式気液分離装置、１１・・・・・・
制御弁、１３・・・・・・第１制御装置、１４Ａ、 １
４Ｂ・・・・・・液面計、１５・・・・・・液面差制御
計、１７Ａ・・・・・・圧力制御弁、１７Ｂ・・・・・
・圧力制御弁、１８・・・・・・圧力制御計、１９・・
・・・・圧力計、２０・・・・・・圧力差制御計、２１
Ａ。 ２１Ｂ・・・・・・圧力計。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電解槽の水素ガス導出路並びに酸素ガス導出路にそ
   れぞれ気液分離装置を介在し、これらの気液分離装置か
   ら出る電解液を合流後電解槽へ循環させるものにおいて
   、前記各気液分離装置３Ａ。 ３Ｂから出る電解液の合流点に制御弁１１を設は各気液
   分離装置３Ａ、３Ｂで分離された電解液の循環量を各気
   液分離装置３Ａ、３Ｂの液面レベルがそれぞれ一定にな
   るように前記制御弁１１を制御する各気液分離装置の液
   面計１４Ａ、１４Ｂと液面差制御計１５からなる第１制
   御装置１３を設けると共に、一方の気液分離装置３Ｂの
   気相部内圧が設定値になるような圧力制御弁１７Ｂを開
   閉する圧力制御計１８と、この設定された気液分離装置
   ３Ｂの気相部内圧と他の気液分離装置３Ａの気相部内圧
   とを等しくなるように圧力制御弁１７Ａを開閉する圧力
   差制御計２０とからなる第２制御装置２５を設けたこと
   を特徴とする耐振動性水電解装置。