JP3099101U - 混合気体発生器の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工が容易で、且つ安定及び稼動効率の優れた気体電解用の発生器の構造。
【解決手段】内部に電解液を満たす電解槽と電極からなる電解ユニットを、中空筒状の有底構造管４１１、４１２から構成し、その間に上方の上部板に固定された底の開放された構造管４３１を配置して、これらの各構造管の間に雄／雌ブロック状の絶縁性ブッシングを介挿して間隔を一定に保持し、これらの間に電解液を満たして各構造管壁を電極として電解する。電解により発生した気体は、通気管４５から導出してタンクに蓄える。構造管中央にヒーターを配置して電解液の加熱と温度制御を行い、稼動温度を一定に保持して効率を向上する。
【選択図】　　　　図３

Description

　本考案は混合気体発生器の構造に係り、特に施工が容易且つ構造が強化されており、また温度が適時コントロールされることであらゆる気候の地域にて使用するのにも適し且つ稼動効率の優れた混合気体発生器の構造に関わる。

　公知の使用されている混合気体発生器は、多くの種類があるが、その一つとして電解によってヘリウムと酸素を発生させるヘリウム酸素製造機があり、その内の多くが板状のものを機械内部の底板上に溶接したものである。
　図１に示すように、該底板上には槽が形成されており、該板の外周を覆っている。該槽は電解液を内部に装入し、複数の該板が適当な間隔を隔てて設けられていることによって電解用の電極を提供している。また、もう一方の電極である板は上蓋の底部に溶接されており、これが該槽上側に嵌設され、更に絶縁体によって隔離されているというものである。

　上述のような板によって電極を提供するものにおいては、以下のような欠点がある。それは製造の際、大量の該板を一枚一枚溶接によって固定していくといった施工作業法であるため、非常に時間がかかるということ、しかしながらこれらの板は皆底部のみ、或いは上述の如く上蓋の底部のみに溶接によって固定されているため、該板の固定されている側と反対の一端は開放された状態で延伸しており、安定感がなく湾曲してしまうと正常に働かなくなり、稼動率も落ちるといった結果を招く。
　そこで上述の欠点に鑑み、施工が容易、且つ安定感及び稼動効率の優れた本考案の混合気体の発生器の構造を提供する。

　電解ユニット内に設けられる上下各槽部を、構造の強化を図るべく異なる大小の断面を具有する構造管を相互に嵌合させ、そこに電解液を装入し、電熱部によって電解液の加熱と温度制御を行い、設定温度の範囲内で稼動させることで効率を上げる。

　本考案によると、簡単な構造で電解空間が形成され、且つ加熱ユニットによって素早く加熱が行われることより電解液が常時最適な温度に保たれ、安全性及び利用価値が高められた。

　図２に示すように、本考案の混合気体発生器には機械本体２０と電源供給ユニット３０と電解ユニット４０と隔離構造５０と混合層６０とを含む。該機械本体２０とは底層２１と組み立て式の外殻２３とが接合されているもので、該機械本体２０外側に形成された全体を機械本体２０と呼ぶ。

　該電源供給器３０においては、該機械本体２０に設置されており、スイッチなどの部品に併せて電源コード３１が設けられており、外部の電源を機械に供給するものである。該電源コード３１においては、該電気回路３３が連結されており、該回路３３が入力された電力を整流ユニット３６にまで導き、交流電源を直流電源に換え、更にケーブルを併せてプラス、マイナス電極に導く。

　該電解ユニット４０においては、該機械本体２０上の適当な高さの位置に設ける。下槽部４１は二つの異なる断面を呈した略方形の金属構造管４１１，４１２の一端を導電性を具有する底板４１３に固定するが、単独タイプの構造管としてもよい。更に該構造管４１１，４１２の管壁に電極部位を形成し、電解極板として使用し、該構造管４１１の最上部には比較的大きな環状縁４１５が設けられており、該構造管４１２下側には通液孔４１６が設けられている。該構造管４１１外側面には放熱片４１７が設けられており、適時に電解で発生した熱を放出する。該上槽部４３は適当な大きさの方形金属構造管４３１の一端を導電性を具有する上部板４３２に固定し、該構造管４３１の管壁は電極部位を形成しており、これを電極板として使用する。該構造管４３１の管壁上側には通気孔４３４が設けられており、該構造管４３１と該底板４１３との間には適当な距離が設けられており、該下槽部４１，上槽部４３は相通した状態を呈している。該上下各槽部４１，４３の構造管４１１，４１２及び構造管４
３１の間には電解液を収容する電解室が設けられており、該電解室の電解液上方には気体を合流させる空間が形成されている。該上部板４３２上にある一定の数量で設けられた通気管４５は、それぞれ該上各槽部４１，４３と相通しており、また液位管４６は該構造管４１１側面に設けられており、且つそれぞれ該構造管４１１上下側と連結されている。

　隔離構造５０においては、図３，４，５に示すように、該上下各槽部４１，４３の上部板４３２、並びに該環状縁４１５間に挟設された絶縁体である定位片５１を含む。多数の絶縁体であり円形の板状を呈した雄雌各ブロック５２，５３においては、ある程度の厚みを具有し、該雄ブロック５２と雌ブロック５３はそれぞれ該上槽部４３の構造管４３１管壁両側面に固定されており、該雄雌各ブロック５２，５３はそれぞれ該構造管４３１の内外側面に貼設される。

　該混合槽６０においては、方形管６１が該機械本体２０に設けられており、適量の溶剤が装入されるべく適当な容積を有する。該方形管６１上には注液管と液体出／入管６３，６４が設けられており、側面には液位管６５が設けられている。

　該制御装置７０においては、調節ユニット７４が導管７１によって該上槽部４３と連結されており、該導管７１は該液体出／入管６３，６４に連結されて気体を導引して該混合槽６０に流入及び流出させ、該調節ユニット７４は該導管７１を調節することで気体の流量を調節し、導引管７７は該調節ユニット７４と連結されて気体を外部に導出させ、また着火器に連結することでは着火させて気体を燃焼させることもできるようにする。

　上述の構造により、該電解ユニット４０は該機械本体２０に設置され、適当な高度の直立タイプの構造となり、操作し易い高さとなっている。該電解ユニット４０の下槽部４１は方形金属による構造管４１１，４１２より構成されているが、図３，４に示すように、該構造管４１１，４１２は密封されていることより、全体が密閉された方形或いは円形の管状となって、全体の構造強度を強化している。該上槽部４３の構造管４３１は必要に応じて、C型管などの切れ目のあるもの、或いは全集面が密閉された状態の方形或いは円形の管体などから選択する。

　該上下各槽部４１，４３の構造管４１１，４１２及び構造管４３１を組み立てる際は、図４，５に示すように、該雄雌各ブロック５２，５３を相互に連結し、該構造管４３１上下側に分布させ、該雄雌各ブロック５２，５３はそれぞれ該構造管４３１内外側面に張り付いて貼設された状態となり、該構造管４３１を該構造管４１１内部に嵌入した際、該雄雌各ブロック５２，５３が該構造管４１１，４１２の隣接面に滑り込むように入る。同時に該雄雌各ブロック５２，５３はそれぞれ該構造管４１１，４１２の側面に貼設され、該雄雌各ブロック５２，５３は精確且つ安定して該構造管４３１と該構造管４１１，４２の上下側の間隔距離を隔てる。こうして該構造管４３１は該構造管４１１，４１２との間の距離が安全且つ精確に確保され、該構造管４３１と該構造管４１１，４１２とによる管構造の強化がなされ、該構造管４３１と該構造管４１１，４１２の管壁電解作用が安定したものとなる。

　該構造管４３１は該上部板４３２と該構造管４１１，４１２並びに該底板５１３に溶接されるが一度で溶接施工が完成し、公知のように一片ずつ電極片を溶接する必要がなく、また公知のような片状の電極板の末端が自由であることによる強度の弱さが解決される。
　更に、該構造管４３１と該構造管４１１，４１２が方形の管を使用することができるだけでなく、円形の管やその他の特殊な断面を具有する形状の管も使用でき、また該下槽部４１の構造管４１１，４１２は単独で該構造管４１１のみを使用してもよく、該下槽部４１の構造管４１１，４１２は該上槽部４３の構造管４３１と一組として使用してもよい。

図６に示すように、該下槽部４１，上槽部４３にはもう一組の下槽部４１´と上槽部４２´を設け、これらは直列タイプの連結方式により連結されるものとし、またこの二組を多数設け、且つこれらの多数の二組の槽部を直列或いは並列式で連結させ、ケーブルを設けてプラス・マイナス電極を適切に該下槽部４１，上槽部４３に導通させ、出力電圧に応じて並列或いは直列として使用する。

　本考案のもう一つの実施例としては、図７に示すように、上述の第一実施例と構造はほとんど同じであるが、異なる個所は該電解ユニット４０の下槽部４１と上槽部４３の間に加熱ユニット８０を設けている点にあり、該加熱ユニット８０は加熱器８１が該下槽部４１に設けられており、一端を該下槽部４１の構造管４１２中央に進入させ、もう一端を電源コードによって該電源供給ユニット３０と連結させる。こうして電源を提供して該下槽部４１と上槽部４３間に装入された電解液に加熱を行う。

　更に図１，７に示すように、該下槽部４１の構造管４１２外周面の放熱器上にはサーモスタットスイッチを設け、電解液の温度を探知し、設定温度以下である場合にはシグナルを発生させて該回路３３にシグナルを伝え、該加熱器８１が加熱を行うようにし、同時に該ファン５６の電源が切れたりして該サーモスイッチが電解液温度の温度が設定の温度よりも上昇してしまった場合にも、シグナルを発生させて該加熱器８１の電源を切るシグナルを新たに発生させ、同時に該ファン４７の電源を起動させるようにし、適時該ファン４７が該下層部４１，上槽部４３間に装入された電解液の温度を設定値以下の温度にまで下げる。こうすることで該下槽部４１と上槽部４３間に装入されている電解液が設定値範囲内の温度を保持して電解作用を進行することで電解効果が高められると同時に、気候の寒い地域や寒いときにでも電解液に適度な加熱を行うことで素早く設定値にまで上昇させることができる。

公知構造の電解槽における断面図である。 本考案における第一実施例組み立て後の説明図である。 本考案の第一実施例における電解ユニットの断面図である。 本考案の第一実施例における上下各槽部の部分断面図である。 本考案の第一実施例における上下各槽部の組み立て後における断面図である。 本考案の第一実施例における電解ユニットが多数で且つ連結されて組み立てられている状態を示す図である。 本考案の第二実施例で加熱部を使用する部分における断面図である。

符号の説明

２０　機械本体
２１　底層
３０　電源供給ユニット
３１　電源コード
３３　電気回路
３６　整流ユニット
４０　電解ユニット
４１　下槽部
４１１，４１２　構造管
４１３　底板
４１５　環状縁
４１６　通液孔
４１７　放熱片
４３　上槽部
４３１　構造管
４３２　上部板
４３４　通気孔
４５　通気管
４６　液位管
４７　ファン
５０　隔離構造
５１　定位片
５２，５３　雄／雌ブロック
６０　混合槽
６１　方形管
６３，６４　気体出／入管
６５　液位管
７０　制御装置
７１　導管
７４　調節ユニット
７７　導引管
８０　加熱ユニット
８１　加熱器

Claims (6)

1. 　外部電源に接続された電源供給ユニット、
   該電源供給ユニットから電流を供給される電解電源ユニットからなり、
   該電解ユニットには電解液が装入されており、電流が供給されて電解することにより気体を発生させ、
   該電解ユニットから発生する気体と別個に設けられた混合槽より導出される気体とが、相通された燃焼部にて着火されて燃焼するべく適当な比率で混合される混合気体発生器の構造において、
   該電解ユニットが、
   　一定の数量設けられた周囲を密封する管状体であり、且つ一端が密閉されて一端が開放されている下槽部と、該下槽部の管状体に対応しており、且つ周囲がより小さく、該下槽部内側に嵌設されている上槽部とからなり、
   該上下各槽部の密閉された周囲の管状体が電解極板を構成していると共に、　該上下各槽部の間を電気的に絶縁する離隔構造により両者に一定の間隔を空けさせることで両者が電気的に導通しない構造としており、
   該下槽部と上槽部との間の空間に適量の電解液が装入され、該上下各槽部の間を該電解液によって導通させ、
   該上下各槽部が該電源供給ユニットと導通することを特徴とする混合気体発生器の構造。
2. 　該下槽部は方形の構造管至端側で該底板に固定されて密閉状態を形成しており、もう一端は開放状態を呈しており、該上槽部は方形の構造管の開放された側の至端が該下層部の構造管に嵌設されており、該構造管は周囲の管状体の電解極板を密閉した状態にし、強度が高められていることを特徴とする請求項１記載の混合気体発生器の構造。
3. 　該隔離構造は、ある一定の数量の非導電材質による隔離ブロックで該上下各槽部の管状体を呈した個所の間に設置され、該管状体が安定して間隔を保持していることを特徴とする請求項１記載の混合気体発生器の構造。
4. 　該上下各槽部は多数組の構造管によってそれぞれの対応する個所が嵌合されており、該多数組の構造管が適当な位置にて該電源供給ユニットと連結され、該上下各槽部の多数の構造管を嵌合し、直列で配列された状態を形成していることを特徴とする請求項２記載の混合気体発生器の構造。
5. 　外部電源に接続する電源供給ユニット、該電源供給ユニットに接続する電解ユニットからなり、
   電解液を満たした該電解ユニットに通電して電解を行い、発生した気体を混合槽に収集する混合気体発生器において、
   　該電解ユニットは、それぞれ管状構造の上槽部と下槽部とからなり、
   これらの管状構造を上下から相互に嵌合してその間を絶縁体によって離隔して上下各槽部間に電解液を満たすと共にそれぞれを電極としてなり、
   電解液に浸漬されて該上下各槽部内の電解液を素早く適度な温度にまで加熱する該加熱ユニットを具有することを特徴とする混合気体発生器。
6. 　該電解ユニットには該電解ユニットの温度を検出する温度制御ユニット及び該加熱ユニットが設けられ、該温度制御ユニットは、設定温度以下になると起動して該上下各槽部内に装入された電解液に対して加熱を開始し、
   該温度制御ユニットが設定温度以上であることを検出すると加熱ユニットへの電源を遮断して、該上下各槽部内の電解液が適度な温度に保持されることを特徴とする請求項５記載の混合気体発生器の構造。

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