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专利名称:气体生成装置以及使用该气体生产装置的装置的制造方法
本实用新型提供一种能够容易地得到规定气体的气体生成装置。所公开的气体生成装置(100)包括用于配置水性液体(10)的槽(110)、配置于槽(110)内的隔离件(130)、以及配置于槽(110)内的第一电极(121)以及第二电极(122)。在槽(110)的上部形成有第一气体放出口(110a)以及第二气体放出口(110b)。槽(110)通过包括隔离件(130)的分隔件(132)被划分为第一电极(121)所存在的第一区域(111)与第二电极(122)所存在的第二区域(112)。第一区域(111)与第一气体放出口(110a)连接。第二区域(112)与第二气体放出口(110b)连接。
【专利说明】
气体生成装置以及使用该气体生产装置的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及气体生成装置以及使用该气体生成装置的装置。
【背景技术】
[0002]氢气、氧气是经常在化学实验中使用的气体。但是,在使用上述气体的情况下,通常使用储气瓶,而储气瓶的管理比较麻烦。另外,在使用储气瓶的情况下,需要将储气瓶移动至使用氢气、氧气的地点或进行配管。因此,以往,对于在任意地点且在任意时间获得氢气、氧气所需的劳力较大。
[0003]另一方面,以往提出了通过对水溶液进行电解而生成氢气以及氧气的装置(例如日本特开2004-143508号公报以及日本特开2007-284730号公报)。在日本特开2004-143508号公报的装置中,使用离子交换膜对电解液进行电解。但是,离子交换膜的能力由于使用而降低,因此需要更换或再生。另外,由于离子交换膜的电阻较大,因此在电解时需要施加高电压。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2004-143508号公报
[0007]专利文献2:日本特开2007-284730号公报【实用新型内容】
[0008]实用新型要解决的课题
[0009]在这种状况下,本实用新型的目的之一在于提供能够容易地获得规气体的气体生成装置。
[0010]用于解决课题的方案
[0011]为了实现上述目的,本实用新型的气体生成装置通过对水性液体进行电解而生成气体,所述气体生成装置包括:用于配置所述水性液体的槽;配置于所述槽内的隔离件;以及配置于所述槽内的第一电极以及第二电极,在所述槽的上部形成有第一气体放出口以及第二气体放出口,所述槽通过包括所述隔离件的分隔件被划分为所述第一电极所存在的第一区域
与所述第二电极所存在的第二区域,所述第一区域与所述第一气体放出口连接,所述第二区域与所述第二气体放出口连接。
[0012]所述气体生成装置也可以构成为,隔离件以包围第二电极的方式配置。
[0013]所述气体生成装置也可以构成为,第二电极与铅垂方向所成的角度不足10°,隔离件包括以包围第二电极的方式配置的筒状部。
[0014]所述气体生成装置也可以构成为,以第一电极成为阴极且第二电极成为阳极的方式向第一电极与第二电极之间施加电压。
[0015]所述气体生成装置也可以构成为,第一电极包括两个电极,两个电极以隔着隔离件将第二电极夹在中间的方式配置。
[0016]所述气体生成装置也可以构成为,在分隔件的比第一电极以及第二电极靠上方的局部,存在有将第一区域与第二区域连接的连接部。
[0017]所述气体生成装置也可以构成为,在连接部的周围设置有用于抑制在水性液体中上升的气泡穿过连接部的抑制机构。
[0018]所述气体生成装置也可以构成为,气体生成装置还包括板,该板以覆盖水性液体的上方的方式配置在槽内,气体能够通过板的下方与上方之间。
[0019]所述气体生成装置也可以构成为,气体生成装置还包括板,该板以覆盖水性液体的上方的方式配置在槽内,在板上形成有贯通孔。
[0020]利用气体的本实用新型的装置包括:本实用新型的气体生成装置;以及供通过所述气体生成装置生成的气体进行流动的气体流路。
[0021]所述装置也可以构成为,该装置包括从由吸入用的器具以及与吸入用的器具连接的连接构件构成的组中选出的至少一者,气体被引导至从由吸入用的器具以及与吸入用的器具连接的连接构件构成的组中选出的所述至少一者。
[0022]所述装置也可以构成为,该装置还包括用于配置液体的容器,气体流路将通过气体生成装置生成的气体引导至配置于容器内的液体中。
[0023]所述装置也可以构成为,装置还包括设置于容器的上方的连接构件,连接构件是与吸入用的器具连接的连接构件。
[0024]实用新型效果
[0025]根据本实用新型的气体生成装置,能够容易地获得规定气体
(例如氢气)。另外,根据本实用新型,能够容易地调制溶解有规定的气体的液体。
【附图说明】
[0026]图1是示意性地示出本实用新型的气体生成装置的一例的剖视图。
[0027]图2是示意性地示出图1的线I1-1I处的剖面的图。
[0028]图3是示意性地示出连接部的一例的剖视图。
[0029]图4是示意性地示出利用了本实用新型的气体生成装置的装置的一例的图。
[0030]图5是示意性地示出利用了本实用新型的气体生成装置的装置的另一例的图。
[0031]图6是示意性地示出本实用新型的气体生成装置的另一例的剖视图。
[0032]图7是示意性地示出图6所示的装置的一部分的剖视图。
[0033]图8是示意性地示出图6所示的装置的另一部分的剖视图。
[0034]图9是示意性地示出利用了本实用新型的气体生成装置的装置的另一例的图。
[0035]附图标记说明:
[0036]10水性液体
[0037]11液体
[0038]100、100a、310气体生成装置
[0039]HO槽
[0040]IlOa第一气体放出口[0041]IlOb第二气体放出口
[0042]111第一区域
[0043]112第二区域
[0044]121第一电极
[0045]122第二电极
[0046]130隔离件
[0047]132分隔件
[0048]140直流电源
[0049]300气体溶解装置
[0050]300a装置
[0051]311、410、411、412气体流路
[0052]312、312a容器
[0053]312b盖
[0054]400气体吸入装置
[0055]413,901连接构件[°°56]601防漏液板
[0057]414吸入器具
【具体实施方式】
[0058]以下,对本实用新型的实施方式进行说明。在以下的说明中,举例对本实用新型的实施方式进行说明,但本实用新型不限于以下说明的例子。在以下的说明中,有时例示具体的数值、材料,但只要能够得到本实用新型的效果,则也可以应用其他数值、材料。
[0059]在本说明书中,铅垂方向以及水平方向分别表示在将装置设置为使用状态时的铅垂方向以及水平方向。具体而言,水平方向是与配置在槽(电解槽)内的液体的液面平行的方向,通常是与装置的底面(设置面)平行的方向。
[0060](气体生成装置)
[0061]本实用新型的气体生成装置通过对水性液体进行电解而生成气体。该气体生成装置能够通过对水性液体进行电解而生成氢气以及氧气。此外,在水性液体中含有***离子、碳酸盐离子的情况下,也能够生成***气、碳酸气体。
[0062]本实用新型的气体生成装置包括用于配置水性液体的槽、配置在槽内的隔离件、以及配置在槽内的第一电极以及第二电极。在槽的上部形成有第一气体放出口以及第二气体放出口。槽通过包括隔离件的分隔件而被划分为第一电极所存在的第一区域和第二电极所存在的第二区域。第一区域与第一气体放出口相连。第二区域与第二气体放出口相连。分隔件可以仅由隔离件构成,也可以由隔离件和其他构件(例如分隔板)构成。
[0063]第二区域可以具有沿着铅垂方向延伸的柱状(圆柱状、棱柱状(包括板状))的形状。在第二区域具有柱状的形状的情况下,第一区域也可以形成为包围第二区域。例如,第一区域也可以具有筒状
(圆柱状、棱柱状)的形状。
[0064]在第一气体放出口以及第二气体放出口的至少一方的下方也可以存在有用于防止漏液的空间。例如,也可以在至少一方的气体放出口的下方存在有筒状部。
[0065]分隔件设置为用于抑制在第一电极生成的气体的气泡与在第二电极生成的气体的气泡混合。因此,无需利用分隔件完全包围第二区域。例如,分隔件的下方也可以是开放的。但是,优选在连结第一电极与第二电极所有直线上存在隔离件。
[0066]在本说明书中,“水性液体”是指含有水的液体。以下,有时将在本实用新型的装置中被电解的水性液体称作“水性液体(A)”。代表性地,水性液体(A)中所含有的水为50质量%以上(例如60?100质量%、80?100质量%、90?100质量%)。代表性的水性液体(A)是在氢离子以及氢氧化物离子的基础上含有除其他离子的水溶液。在水性液体(A)的例子中包括自来水。
[0067]水性液体(A)的导电度越高,越能够使水性液体(A)的电解所需的电压越低。因此,水性液体(A)可以为酸性水溶液、碱性水溶液、溶解有盐的水溶液。水性液体(A)可以是导电度处于10yS/cm?2000yS/cm的范围(例如10yS/cm?500yS/cm)的水性液体(例如自来水)。水性液体(A)的pH并不限定,但pH处于5?9左右的范围的水性液体(A)
容易进行处理。
[0068]在水性液体(A)的导电度过低的情况下,也可以将产生离子的化合物(例如盐)溶解于水性液体(A)。溶解的盐并不限定。水性液体(A)的优选例为磷酸盐的水溶液。在磷酸盐的例子中,包括NaH2PO4、Na2HPO4、以及Na3PO^以及将上述Na+以及/或者H+置换为其他碱金属离子(例如K+)的磷酸盐。使盐溶解的水可以使用接近纯水的水(通过逆浸透膜得到的水等)。通过使用不含有***离子的水性液体(A),能够防止在阳极生成次***酸盐。通过使用不含有钙离子、镁离子的水性液体(A),能够防止在阴极析出上述钙、镁。
[0069]槽(电解槽)由能够保持水性液体(A)的材料形成。通常,至少槽的内表面由绝缘性的材料形成。也可以槽的整体由绝缘性的材料形成。槽也可以由玻璃、树脂、橡胶、金属、或者他们的复合体形成。也可以在槽中设置有用于在槽内的压力过高时将内部的气体放出的安全阀。这种安全阀通常设置于槽的上部。
[0070]第一电极以及第二电极使用能够发生水的电解反应的电极。第一电极与第二电极可以相同也可以不同。第一电极以及第二电极的例子包括含有金属部分的电极。例如,第一电极以及第二电极也可以是金属电极。优选在第一电极以及第二电极的表面存在有容易发生水的电解反应的金属。容易发生水的电解反应的金属的例子包括铂。第一电极以及第二电极的优选例是表面存在有铂的金属电极。具体而言,优选使用铂电极、与液体接触的部分的表面被铂涂覆的金属电极。在被铂涂覆的金属的例子中,能够列举铌、钛、钽、以及其他的金属。优选生成氧气的电极
(阳极)的表面通过铂进行涂覆。阴极例如也可以是由镍、不锈钢等通常腐蚀较少的金属构成的电极。需要说明的是,也可以使用含有金属以外的导电性材料(例如导电性的碳材料)的电极。另外,也可以使用利用金属(铂以及其他金属)对上述导电性材料的表面进行涂覆而得到的电极。
[0071]第一电极以及第二电极可以也分别由电连接的多个电极构成。第一电极以及第二电极的形状并不特别限定。第一电极以及第二电极可以分别具有沿一个面(平面、曲面)的形状,也可以具有在二维方向上延展的形状。例如,第一电极以及第二电极也可以是平坦的电极。在本说明书中,“平坦的电极”是指整体平坦的形状的电极,换言之,是指具有在二维方向上延展的形状的电极。平坦的电极的例子也包括通过沿着一个平面配置线状的电极而形成的电极。平坦的电极也可以形成有贯通孔。第一电极以及第二电极可以分别由配置在一个平面上的多个线状的电极构成,也可以是多孔金属网(expandmetal),也可以是板状的电极。在第一电极以及第二电极是平坦的电极的情况下,优选它们配置为隔着隔离件平行地对置。