专利名称：气体生成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体生成装置，特别是涉及能够延长除去与气体同时生成的雾沫 的过滤器的使用寿命的气体生成装置。
背景技术：
以往，例如图2所示，具有电解槽、阀、过滤器、以及用于除去不要的气体的除去塔 的气体生成装置是公知的。在图2的气体生成装置200中，1为电解槽，2为电解液，3为阳极室，4为阴极室，5 为检测阳极室的电解液2的液面水平的第1液面检测机构，6为以5级检测阴极室4的液面 水平的第2液面检测机构。而且，7为测定阳极室3的压力的压力计，8为测定阴极室4的 压力的压力计。9、10为根据这些压力计7、8的压力联动地开闭、调整阳、阴极室的压力的压 力调整阀。而且，11为测定电解液2的温度的温度计，13为设置在电解槽1的侧面和底部 上、通过来自温度计11的信号动作的电解液加温加热器。14为从阴极室4排放的气体中除 去不要的气体的除去塔，15为填充了药剂的除去塔，所述药剂用于从阳极室3排放的气体 中除去不要的气体而仅排放高纯度的所需气体。51为阳极，52为阴极。而且，53、54用于除 去因电解而与气体同时生成的雾沫的过滤器(例如参照下述专利文献1)。专利文献1特开2002-339090号公报但是，图2中所示的气体生成装置由于是压力调整阀位于将从电解槽产生的不要 成分除去的除去塔之前，所以包含与气体同时生成的固态物在内的异物堆积在压力调整阀 内部而将不能够进行压力的调整。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种气体生成装置，具有能够将与气体同时生成的 不要成分在通过过滤器和压力调整阀之前去除的除去塔，在其后具有过滤器和压力调整 阀，通过延长该过滤器的寿命而长时间保护压力调整阀。本发明者发现，就过滤器的堵塞而言，与因飞散的固体引起的堵塞相比，伴随着固 态物的液状物质的粘连更容易引起过滤器的堵塞。例如，在采用氟电解液(KF · 2HF溶盐) 而生成气体的情况下，发现短时间内过滤器产生堵塞的原因是伴随着固体的HF过剩的粘 性物质粘连在过滤器的开口部上，而并非KF · 2HF的飞散固体引起的堵塞。可知收放该氟 电解液的电解槽气体空间是HF过剩的空间，因KF -2HF的雾沫的存在，溶解温度比KF -2HF 更低的KF.nHF(n = 3、4、5、……)成为雾沫状态。推定这种KF · nHF(η = 3、4、5、……) 的雾沫是即使配管中的温度降低也呈液状或者粘性流体状态的物质。因此，本发明者完成 了本发明的气体生成装置。即，本发明的气体生成装置是一种将电解槽内的电解液电解生成气体的气体生成装置，包括将从气体生成装置中生成的不要成分除去的除去塔，将从上 述除去塔排放的雾沫除去的过滤器，以及调整上述电解槽内的压力的压力调整阀，上述过 滤器插入上述除去塔的下游，上述压力调整阀配置在上述过滤器的下游。根据上述的结构，由于可尽早除去不要的气体，所以能够延长用于将与气体同时 生成的雾沫除去的过滤器的使用寿命。其结果能够长时间保护压力调整阀。本发明的气体生成装置也可以是电解液包含氟化氢。通过上述的结构，也能够延长用于从包含氟化氢的电解液中将与氟气或氢气同时 生成的雾沫除去的过滤器的使用寿命。本发明的气体生成装置优选地是上述除去塔内填充有用于将不要的气体除去的 粒状的药剂。根据上述的结构，由于可充分除去不要的气体，所以能够延长过滤器的使用寿命， 减少压力损失。本发明的气体生成装置优选地是上述除去塔的压力损失在0. 05Mpa以下。根据上述的结构，能够充分且可靠地除去不要的气体，延长过滤器的使用寿命。本发明的气体生成装置优选地是上述除去塔内加热到50°C以上。根据上述的结构，能够充分且可靠地除去不要的气体，延长过滤器的使用寿命。本发明的气体生成装置优选地是上述过滤器具有由烧结金属或合金构成的多孔 质结构或者网孔结构。根据上述的结构，由于可充分除去与氟气或氢气同时生成的雾沫，所以能够长时 间保护压力调整阀。
图1为本发明的气体生成装置的主要部分示意图。图2为现有方式的气体生成装置的主要部分示意图。图3为本申请人在先申请的气体生成装置中与本发明相对应的部分周边的示意 图。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的气体生成装置的一实施方式加以说明。另外，对于与上 述图2中所示的气体生成装置200相同的部位中已作说明的部位，将省略其说明。图1为本发明的气体生成装置的主要部分示意图。图1的气体生成装置100虽然 具有与图2中所示的现有的气体生成装置200大致相同的结构，但其最大的不同之处在于 生成气体的流路中压力调整阀9、10，过滤器53、54，以及除去塔14、15的排列顺序不同。具 体地说，不同之处在于图2的气体生成装置200从电解槽一侧开始是以压力调整阀、过滤 器、除去塔的顺序排列的，而图1的气体生成装置100从电解槽一侧开始是以除去塔、过滤 器、压力调整阀的顺序排列的。以下，对各部位加以说明。电解槽1是由镍、蒙乃尔合金、纯铁、不锈钢等金属或合金形成的。电解槽1通过蒙 乃尔合金构成的间隔壁16分离成阳极室3和阴极室4。在阳极室3中配置有阳极51。而且，在阴极室4中设置有阴极52。另外，阳极51优选地使用级化性低的碳素电极。而且， 作为阴极52，优选地使用镍。在电解槽1的上盖17上设置有从阳极室3生成气体的气体 生成口 22和从阴极室4生成气体的气体生成口 23。而且，在上盖17上设置有来自电解液 2的液面高度降低的情况下供应氟化氢的氟化氢供应管路(未图示)的氟化氢导入口(未 图示)，分别检测阳极室3和阴极室4的液面高度的第1液面检测机构5和第2液面检测机 构6，以及压力计7、8。而且，电解槽1设置有对电解槽1内进行加热的温度调整机构。在例如电解液2中含有氟化氢的情况下通过电解产生氢气时，将从阴极室4生成 的不要成分除去的除去塔14优选地由对氟气以及氟化氢具有耐腐蚀性的材料形成，例如 由不锈钢、蒙乃尔合金、镍等形成，在内部填充氟化钠(以下称为NaF)或碳酸钙(以下称为 CaCo3)等，通过除去所通过的不要的氟化氢而除去氢气中的氟化氢。这种除去塔14配置在过滤器54的上游一侧。而且，在该过滤器54的下游一侧配 置有压力调整阀10。将从阳极室3生成的不要的成分除去的除去塔15与上述的除去塔14相同，在例 如电解液2中含有氟化氢的情况下通过电解产生氢气时，优选地由对氟气以及氟化氢具有 耐腐蚀性的材料形成，例如可例示出不锈钢、蒙乃尔合金、镍等，在内部填充有NaF，将排放 出的氟气中含有的氟化氢除去。这种除去塔15配置在过滤器53的上游一侧。而且，在该过滤器53的下游一侧配 置有压力调整阀10。另外，在这些除去塔14、15上设置有压力计30、29，能够检测内部的堵塞。而且， 除去塔14、15希望是压力损失为0. 05Mpa以下、优选地为0 0. OlkPa0这是由于压力损 失小则液面控制容易的缘故。另外，希望除去塔14、15内以50°C以上，优选地以50°C以上、 3000C以下，更优选地以90°C以上、150°C以下的温度加热。过滤器53、54优选地具有由烧结金属或合金构成的多孔质结构或者网孔结构。作 为这种过滤器53、54的材质，列举出不锈钢、镍、蒙乃尔合金、以及哈斯特洛伊耐蚀高镍合巫寸。根据本实施方式，由于能够尽早充分可靠地除去不要的气体，所以能够延长用于 除去与气体同时生成的雾沫的过滤器的使用寿命。其结果能够长时间保护压力调整阀。而且，由于过滤器具有由烧结金属或合金构成的多孔质结构或者网孔结构，从而 能够充分地除去与氟气或氢气同时生成的不要成分，所以能够长时间保护压力调整阀。另外，虽然作为具体的例子列举了对含有氟化氢的电解液进行电解的气体生成装 置，但此时能够可靠地延长用于将与氟气或氢气同时生成的不要成分除去的过滤器的使用 寿命ο以下，对本发明的实施例加以说明。另外，对于以下的实施例以及比较例，由气体 生成装置产生氟，并进行了验证。实施例1在本发明的气体生成装置的除去塔上，采用NaF作为除去氟化氢的药剂，将该NaF 制成颗粒状，以气体可通过其中的程度填充在除去塔中。另外，将NaF的颗粒尺寸制成直径 为3mm、长度为3mm的圆筒形状，将除去塔中NaF填充部分的尺寸制成内径为100mm、长度为 500mm。另外，压力损失为0. OlMpa。
将这样制成的除去塔配置在电解槽的下游，在该除去塔的下游配置保护压力调整 阀的过滤器(1/4英寸过滤器)，进而在其下游配置调整电解槽的压力的压力调整阀，从而 制成这种配置的气体生成装置。实施例2在生成氟气一侧的除去塔中与上述实施例1同样地填充NaF，将除去塔内部加温 到100°C加以使用，在生成氢一侧的除去塔中填充&0)3作为用于除去氟化氢的药剂。填充 了 CaCO3后的除去塔的尺寸是内径为200mm，长度为1000mm，压力损失为0. OlMpa0将这样制成的除去塔分别配置在电解槽的氟气管路、氢气管路的下游，在这些除 去塔的下游配置烧结金属的过滤器(1/4英寸过滤器)，进而在其下游配置调整电解槽的压 力的压力调整阀，从而制成这种配置的气体生成装置。比较例1本申请人已于2002年11月8日提出了申请号为特愿2002-324759的发明专利申 请(另外，还于2003年11月10日提出了要求该特愿2002-324759的优先权的发明专利申 请(申请号为特愿2003-379328))，目前尚未公开。在该特愿2002-324759号的申请内容 中，与本发明相对应的局部周边示意图为图3。另外，该图3的气体生成装置300是变更了 图2中气体生成装置的压力调整阀9和过滤器53的配置顺序以及压力调整阀10和过滤器 54的配置顺序，进而在压力调整阀和过滤器之间设置了用于检测因不要物等引起的压力调 整阀的堵塞的压力计55、56。在此，在具有与图3方式的气体生成装置的结构相同的气体生成装置中，在成为 生成的气体等的流路的配管(3/8英寸管路)上设置串联过滤器(直径为26mm、长度为 40mm)，制作出图3的氟生成装置100A。比较例2将比较例1中的氟生成装置中的串联过滤器更换成直径为60mm、长度为250mm (过 滤器的表面积460cm2)的大型过滤器，制作出比较例2的氟生成装置。比较例3将比较例1中的氟生成装置中的串联过滤器更换成直径为70mm、长度为1 IOmm (过 滤器的表面积425cm2)的薄型过滤器，制作出比较例3的氟生成装置。在实施例1中，制作出气体生成装置的电解槽下游配管，分别配置在氟气管路和 氢气管路上，将电热带卷绕在除去塔上，将除去塔内加温到100°c，并运行上述气体生成装 置，进行了过滤器的寿命验证。实施例2和比较例1 3中，原封不动地运行各气体生成装置，进行了过滤器的寿 命验证。在以下的表1中，将能够不使过滤器被异物堵塞地持续进行电解槽运行的累积电 量作为过滤器的寿命进行表示。表 1
权利要求
一种气体生成装置，将电解槽内的电解液电解生成气体，其特征是，包括将从气体生成装置中生成的不要成分除去的除去塔，将从上述除去塔排放的雾沫除去的过滤器，以及调整上述电解槽内的压力的压力调整阀，上述过滤器插入上述除去塔的下游，上述压力调整阀配置在上述过滤器的下游，上述除去塔内加热到50℃以上。
2.如权利要求1所述的气体生成装置，其特征是，电解液包含氟化氢。
3.如权利要求1或2所述的气体生成装置，其特征是，上述除去塔内填充有用于将不要 的气体除去的粒状的药剂。
4.如权利要求1或2所述的气体生成装置，其特征是，上述除去塔的压力损失在 0. 05Mpa 以下。
5.如权利要求1所述的气体生成装置，其特征是，上述过滤器具有由烧结金属或合金 构成的多孔质结构或者网孔结构。
全文摘要
本发明提供一种气体生成装置，通过延长过滤器的使用寿命而能够长时间保护压力调整阀。本发明的气体生成装置是一种将电解槽内的电解液电解生成气体的气体生成装置，包括将从气体生成装置中生成的不要成分除去的除去塔，将从上述除去塔排放的雾沫除去的过滤器，以及调整上述电解槽内的压力的压力调整阀，上述过滤器插入上述除去塔的下游，上述压力调整阀配置在上述过滤器的下游。
文档编号C25B15/08GK101942670SQ20101027568
公开日2011年1月12日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月17日
发明者东城哲朗, 吉本修, 平岩次郎, 早川宏, 田中则之 申请人:东洋炭素株式会社