JPS6124322B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6124322B2 JPS6124322B2 JP20655282A JP20655282A JPS6124322B2 JP S6124322 B2 JPS6124322 B2 JP S6124322B2 JP 20655282 A JP20655282 A JP 20655282A JP 20655282 A JP20655282 A JP 20655282A JP S6124322 B2 JPS6124322 B2 JP S6124322B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- oxygen concentration
- control chamber
- valve
- concentration control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸素を含む混合気体中の酸素濃度を制
御する方法に関するものである。
御する方法に関するものである。
生物学、化学、医学、金属学その他の研究分野
で、気相中の酸素濃度を任意に制御する必要があ
る場合が多い。しかるに従来、窒素、アルゴン、
あるいはヘリウムの如き不活性気体と酸素とを適
当に混合するという方法が採用されていたが、ボ
ンベ操作およびガスの流量調節操作は煩雑であつ
た。
で、気相中の酸素濃度を任意に制御する必要があ
る場合が多い。しかるに従来、窒素、アルゴン、
あるいはヘリウムの如き不活性気体と酸素とを適
当に混合するという方法が採用されていたが、ボ
ンベ操作およびガスの流量調節操作は煩雑であつ
た。
これに対し、本願発明者らは、特公昭57−
28907号で電気化学的手法を用いて酸素濃度を自
動的に制御する方法を提案した。
28907号で電気化学的手法を用いて酸素濃度を自
動的に制御する方法を提案した。
すなわち、酸素の電解還元に有効なガス拡散電
極を陰極とし、酸素発生電極を陽極とし、水酸化
カリウム、水酸化ナトリウムあるいは硫酸の水溶
液もしくはカチオン交換膜などを電解液あるいは
電解質としてなる電解槽において、陰極に酸素を
含む混合ガスを供給しつつ、陰・陽両極間に直流
電圧を印加すると、陰極では O2＋2H2O＋4e-→4OH- （アルカリ電解液）または、 O2＋4H+＋4e-→2H2O （酸性電解液またはカチオン交換膜）なる反応に
より、酸素が選択的に消費され、陽極では 4OH-→O2＋2H2O＋4e- （アルカリ電解液）または、 2H2O→O2＋4H+＋4e- （酸性電解液またはカチオン交換膜）なる反応に
より、酸素が発生する。
極を陰極とし、酸素発生電極を陽極とし、水酸化
カリウム、水酸化ナトリウムあるいは硫酸の水溶
液もしくはカチオン交換膜などを電解液あるいは
電解質としてなる電解槽において、陰極に酸素を
含む混合ガスを供給しつつ、陰・陽両極間に直流
電圧を印加すると、陰極では O2＋2H2O＋4e-→4OH- （アルカリ電解液）または、 O2＋4H+＋4e-→2H2O （酸性電解液またはカチオン交換膜）なる反応に
より、酸素が選択的に消費され、陽極では 4OH-→O2＋2H2O＋4e- （アルカリ電解液）または、 2H2O→O2＋4H+＋4e- （酸性電解液またはカチオン交換膜）なる反応に
より、酸素が発生する。
つまり、酸素を含む混合ガス中の酸素だけが陰
極側から陽極側に移行するので、かゝる電解槽は
酸素分離装置として機能する。
極側から陽極側に移行するので、かゝる電解槽は
酸素分離装置として機能する。
したがつて、かゝる酸素分離装置を２個用意
し、そのうちの１個の陰極に酸素濃度を制御しよ
うとする酸素濃度制御室の中の気体を接触させる
とともに陽極から発生してくる酸素を系外に排気
せしめる一方、他の１個の陰極に大気を供給し、
陽極から発生してくる酸素を酸素濃度制御室に供
給するようにし、酸素濃度制御室の酸素濃度が所
定のそれより高すぎる場合には、前者の脱酸素機
能を有する酸素分離装置を作動せしめて酸素濃度
を低下させ、所定の酸素濃度より低すぎるときに
は、後者の酸素濃度発生機能を有する酸素分離装
置を作動せしめて、酸素濃度を増大させることに
より、酸素濃度制御室内の酸素濃度を所定のそれ
に制御することができる。
し、そのうちの１個の陰極に酸素濃度を制御しよ
うとする酸素濃度制御室の中の気体を接触させる
とともに陽極から発生してくる酸素を系外に排気
せしめる一方、他の１個の陰極に大気を供給し、
陽極から発生してくる酸素を酸素濃度制御室に供
給するようにし、酸素濃度制御室の酸素濃度が所
定のそれより高すぎる場合には、前者の脱酸素機
能を有する酸素分離装置を作動せしめて酸素濃度
を低下させ、所定の酸素濃度より低すぎるときに
は、後者の酸素濃度発生機能を有する酸素分離装
置を作動せしめて、酸素濃度を増大させることに
より、酸素濃度制御室内の酸素濃度を所定のそれ
に制御することができる。
このように、脱酸素機能を利用する酸素分離装
置と酸素発生機能を利用する酸素分離装置とをそ
れぞれ別途に用意して酸素濃度を制御する方法が
前述の特公昭57−28907号で提案した方法であ
る。
置と酸素発生機能を利用する酸素分離装置とをそ
れぞれ別途に用意して酸素濃度を制御する方法が
前述の特公昭57−28907号で提案した方法であ
る。
本発明は、上述の得公昭57−28907号の酸素濃
度制御方法をさらに効率的にせんとするものであ
り、ひとつの酸素分離装置に脱酸素機能と酸素発
生機能の双方を兼ねさせた点に特長をもつ。
度制御方法をさらに効率的にせんとするものであ
り、ひとつの酸素分離装置に脱酸素機能と酸素発
生機能の双方を兼ねさせた点に特長をもつ。
以下本発明の一実施例について詳述する。第１
図は本発明にかゝる酸素濃度の制御方法を系統的
に示したものである。
図は本発明にかゝる酸素濃度の制御方法を系統的
に示したものである。
第１図において、酸素濃度制御室１と酸素分離
装置２とは脱酸素系路３および３′、および酸素
供給系路４で連通されている。また酸素分離装置
２はコントローラ５に接続され、コントローラ５
には酸素濃度制御室１の中に設置された酸素濃度
計６が接続されている。
装置２とは脱酸素系路３および３′、および酸素
供給系路４で連通されている。また酸素分離装置
２はコントローラ５に接続され、コントローラ５
には酸素濃度制御室１の中に設置された酸素濃度
計６が接続されている。
酸素分離装置２は、ガス拡散電極からなる陰極
７、チタンに白金とイリジウムの混合酸化物と被
覆して製作された酸素発生電極からなる陽極８、
2.5モル／の硫酸水溶液からなる電解液９、陰
極ガス室１０およびプラスチツク槽１１から構成
されている。
７、チタンに白金とイリジウムの混合酸化物と被
覆して製作された酸素発生電極からなる陽極８、
2.5モル／の硫酸水溶液からなる電解液９、陰
極ガス室１０およびプラスチツク槽１１から構成
されている。
酸素濃度計６で検出された酸素濃度制御室１内
の酸素濃度が所定濃度よりも高すぎるときには脱
酸素系路３および３′に設けられた脱酸素用弁１
２および１２′を開け、大気導入弁１３および大
気導出弁１４を閉じ、さらには酸素供給系路４に
設けられた酸素供給弁１５を閉じ、酸素放出弁１
６を開けた状態で、脱酸素用循環ポンプ１７によ
り、酸素制御室１内の気体を脱酸素系路３→陰極
ガス室１０→脱酸素系路３′という順路で循環さ
せ、コントローラ５内に設けられた直流電源装置
から陰極７と陽極８との間に直流電流が供給さ
れ、酸素濃度制御室１内の酸素が所定の濃度にな
るまで脱酸素されるとともに、陽極８から発生す
る酸素が酸素放出弁１６から系外に排棄される。
の酸素濃度が所定濃度よりも高すぎるときには脱
酸素系路３および３′に設けられた脱酸素用弁１
２および１２′を開け、大気導入弁１３および大
気導出弁１４を閉じ、さらには酸素供給系路４に
設けられた酸素供給弁１５を閉じ、酸素放出弁１
６を開けた状態で、脱酸素用循環ポンプ１７によ
り、酸素制御室１内の気体を脱酸素系路３→陰極
ガス室１０→脱酸素系路３′という順路で循環さ
せ、コントローラ５内に設けられた直流電源装置
から陰極７と陽極８との間に直流電流が供給さ
れ、酸素濃度制御室１内の酸素が所定の濃度にな
るまで脱酸素されるとともに、陽極８から発生す
る酸素が酸素放出弁１６から系外に排棄される。
なお、脱酸素において酸素濃度制御室１、脱酸
素系路３，３′および陰極ガス室１０を含む系内
が減圧になるが、この減圧は圧力補償弁１８によ
つて補償される。つまり系内が減圧になると圧力
補償弁１８が開き、大気が系内に導入され絶えず
常圧が保持されるようになつている。なお、圧力
補償のために圧力補償弁１８から流入してくる大
気中の酸素もあわせて脱酸素される。
素系路３，３′および陰極ガス室１０を含む系内
が減圧になるが、この減圧は圧力補償弁１８によ
つて補償される。つまり系内が減圧になると圧力
補償弁１８が開き、大気が系内に導入され絶えず
常圧が保持されるようになつている。なお、圧力
補償のために圧力補償弁１８から流入してくる大
気中の酸素もあわせて脱酸素される。
一方、酸素濃度制御室１内の酸素濃度が所定濃
度よりも低すぎるときには、脱酸素系路３，３′
に設けられた脱酸素用弁１２および１２を閉じ、
大気導入弁１３および大気導出弁１４を開け、酸
素供給系路４に設けられた酸素供給弁１５を開け
酸素放出弁１６を閉じた状態で、大気供給ポンプ
１９により大気を陰極ガス室１０供給し、陰極７
と陽極８との間に直流電源を通すことによつて陽
極８から発生してくる酸素を酸素濃度制御室１に
所定酸素に達するまで供給する。酸素に供給によ
つて酸素濃度制御室１の圧力が上昇すると、リリ
ーフ弁２０が開き酸素濃度制御室１内の気体が大
気圧に達するまで出てくるようになつている。
度よりも低すぎるときには、脱酸素系路３，３′
に設けられた脱酸素用弁１２および１２を閉じ、
大気導入弁１３および大気導出弁１４を開け、酸
素供給系路４に設けられた酸素供給弁１５を開け
酸素放出弁１６を閉じた状態で、大気供給ポンプ
１９により大気を陰極ガス室１０供給し、陰極７
と陽極８との間に直流電源を通すことによつて陽
極８から発生してくる酸素を酸素濃度制御室１に
所定酸素に達するまで供給する。酸素に供給によ
つて酸素濃度制御室１の圧力が上昇すると、リリ
ーフ弁２０が開き酸素濃度制御室１内の気体が大
気圧に達するまで出てくるようになつている。
第１図には特に図示されていないが、上述の圧
力補償弁１８およびリリーフ弁２０以外の弁はす
べて電磁弁であり、その開閉はすべてコントロー
ラ５により自動制御される。また脱酸素用循環ポ
ンプ１７および大気供給ポンプ１９の駆動もコン
トローラ５によつて自動制御される。
力補償弁１８およびリリーフ弁２０以外の弁はす
べて電磁弁であり、その開閉はすべてコントロー
ラ５により自動制御される。また脱酸素用循環ポ
ンプ１７および大気供給ポンプ１９の駆動もコン
トローラ５によつて自動制御される。
かくして、ひとつの酸素分離装置２によつて、
酸素濃度制御室１内の酸素濃度が自動制御され
る。
酸素濃度制御室１内の酸素濃度が自動制御され
る。
なお、上述の実施例では簡便のために酸素分離
装置は単一の電解槽で構成されているが、複数の
電解槽で構成されることが一般的である。
装置は単一の電解槽で構成されているが、複数の
電解槽で構成されることが一般的である。
以上詳述せる如く、本発明はひとつの酸素分離
装置に脱酸素機能と酸素発生機能とをもたせるこ
とによつてより効果的な酸素濃度制御方法を提供
するものでその工業的価値は極めて大である。
装置に脱酸素機能と酸素発生機能とをもたせるこ
とによつてより効果的な酸素濃度制御方法を提供
するものでその工業的価値は極めて大である。
第１図は本発明の一実施例にかかる酸素濃度制
御方法の系統図を示す。 １……酸素濃度制御室、２……酸素分離装置、
３，３′……脱酸素系路、４……酸素供給系路、
５……コントローラ、６……酸素濃度計、７……
陰極、８……陽極、９……電解液、１０……陰極
ガス室、１１……プラスチツク槽、１２，１２′
……脱酸素用弁、１３……大気導入弁、１４……
大気導出弁、１５……酸素供給弁、１６……酸素
放出弁、１７……脱酸素用循環ポンプ、１８……
圧力補償弁、１９……大気供給ポンプ、２０……
リリーフ弁。
御方法の系統図を示す。 １……酸素濃度制御室、２……酸素分離装置、
３，３′……脱酸素系路、４……酸素供給系路、
５……コントローラ、６……酸素濃度計、７……
陰極、８……陽極、９……電解液、１０……陰極
ガス室、１１……プラスチツク槽、１２，１２′
……脱酸素用弁、１３……大気導入弁、１４……
大気導出弁、１５……酸素供給弁、１６……酸素
放出弁、１７……脱酸素用循環ポンプ、１８……
圧力補償弁、１９……大気供給ポンプ、２０……
リリーフ弁。
Claims (1)
- １ 酸素の電解還元に有効なガス拡散電極からな
る陰極と酸素発生電極からなる陽極と電解質とか
ら構成される電気化学的酸素分離装置と酸素濃度
を制御すべき気体を含む酸素濃度制御室とを、脱
酸素系略、大気導入系路および酸素導入系路が構
成されるように接続し、酸素濃度制御室内の酸素
濃度を所定の濃度に制御する際、該酸素濃度制御
室内に酸素濃度計を設置し、該酸素濃度制御室内
の酸素濃度が所定の濃度より高すぎるときには、
大気導入系路に設けられた大気導入弁および大気
導出弁を閉じ、脱酸素系路に設けられた脱酸素用
弁を開け、酸素導入系路に設けられた酸素導入弁
を閉じ、酸素放出弁を開けた状態で、脱酸素系路
に設けられた循環ポンプにより、酸素濃度制御室
内の気体を循環させるとともに、電気化学的酸素
分離装置の陰極と陽極との間に直流電圧を印加せ
しめることにより、酸素濃度制御室内の酸素だけ
を除去し、酸素濃度制御室内の酸素濃度が所定の
濃度より低くなりすぎたときには、脱酸素系路に
設けられた脱酸素弁を閉じ、大気導入系路に設け
られた大気導入弁および大気導出弁を開け、酸素
導入系路に設けられた酸素導入弁を開け、酸素放
出弁を閉じた状態で大気導入ポンプにより大気を
陰極に導入するとともに電気化学的酸素分離装置
に直流電圧を印加することによつて陽極から発生
してくる酸素を酸素導入系路を経て酸素濃度制御
室に供給することを特徴とする酸素濃度の制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20655282A JPS5997502A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 酸素濃度の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20655282A JPS5997502A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 酸素濃度の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5997502A JPS5997502A (ja) | 1984-06-05 |
| JPS6124322B2 true JPS6124322B2 (ja) | 1986-06-10 |
Family
ID=16525272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20655282A Granted JPS5997502A (ja) | 1982-11-24 | 1982-11-24 | 酸素濃度の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5997502A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61117103A (ja) * | 1984-11-07 | 1986-06-04 | Japan Storage Battery Co Ltd | 酸素濃度制御方法 |
| JP6226708B2 (ja) * | 2013-11-13 | 2017-11-08 | 東芝ライフスタイル株式会社 | 減酸素装置と冷蔵庫 |
| CN103935960B (zh) * | 2014-04-15 | 2016-03-30 | 东莞市方康电子科技有限公司 | 一种双电极电子吸附制氧机 |
-
1982
- 1982-11-24 JP JP20655282A patent/JPS5997502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5997502A (ja) | 1984-06-05 |
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