JPH06500385A - 熱発生用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 熱発生用装置 本発明は、 水を電気化学的に分解して水素と酸素を発生させるための装置、水素および酸素 各々用の個々の導管、 この各々には、制御装置、例えばバルブが備わっており、そして予め決定した比 率で水素と酸素とを混合するための装置、並びにバーナーか、或は上記混合物を 燃焼するためのチャンバ、から成る、熱を発生させるための装置に関する。

この種類の装置は公知である。

例えばＮａＯＨを添加することにより水を電解質に変化させた後、陽極と陰極と の間で電位をかけ、水素と酸素を発生させるところの、水の分解はよく知られて いる。

上記電気化学的方法によって発生した水素と酸素は、ガス状もしくは液状で貯蔵 槽中に貯えられた後、タービン、エンジン、ロケットなどを推進させるための燃 焼用として用いられる。

水素および酸素への水分解に必要なエネルギーは、原則として、これらの２つの 気体成分を一緒にしそして燃やすことで、燃焼生成物としての水を生じさせたと き得られるエネルギーと同じである、ことはよく知られている。

これは、効率が最小限度であるか重要でない場合、可燃物として水素と酸素のみ を用いた結果として示されるエネルギー収支である。これは、同様に、水の電気 化学的分解のための装置が、この２つの気体を可燃物として用いた装置から分離 されており、そしてしばしば遠く離れた装置であることを説明する理由である。

本発明の目的は、効率良い使用を可能し、そして以下に説明するように、驚（べ き効果を示す装置を得ることにある。

本発明に従い、この目的は、該装置が次のようなユニットであるとき達成される ：水を電気化学的に分解するための装置が、陽極区分室および陰極区分室の備わ っているタンク状装置であり、上記区分室が互いに壁（これは、このタンク高の 本質的全体に渡って伸びている）によって分離されており、そしてこれは、この タンクの底か或はその近くか、或は該陽極および／または陰極（この陽極および 陰極は、個々に、個々の区分室各々の中を下方に伸びている）の下方末端か或は その下に、溝もしくは開口部を有しており、そして調節可能制御装置の下流に在 る酸素および水素用導管は、個々の酸素および水素から成る２つの流れが乱流形 態として互いに衝突する結果として均一な混合物を生じるような種類の、混合装 置につながっており、そして上記混合用装置は、下流で、細い通路（この中で、 該分子組成物がＨ工Ｏア［式中、Ｘおよび／またはｙは、ｘ＝２およびｙ＝１か ら逸脱している］に変換される）によって相互接続している１組の渦流および衝 突用チャンバを有する装置につながっている。

従って本発明は、出発材料として水が供給され、よく知られた電気分解過程を行 う目的で電流が供給され、この装置の出口で炎を放出するか、或は燃焼チャンバ 、例えば内燃エンジンの燃焼チャンバなどにつながっている単一ユニットを、熱 を発生させるための装置として提案するものである。

適当な混合比を調節する目的で、酸素および水素用導管それぞれの制御装置は、 酸素および水素の電気分解生産量が異なっていることを考慮して調節される。こ れらの２つの区分室を互いに分離している壁が存在しているため、発生する水素 および酸素量の差が個々の区分室中の液体レベルを変化させる。通常、水素生産 量の方が高く、例えば酸素生産量の２倍であり、その結果、酸素発生用区分室（ これは陽極区分室である）中のレベルが上昇する一方、水素発生用区分室（これ は陰極区分室である）中の液体レベルは低くなる。

このことにより、そして本発明に従い、上記分離用壁は、その底から少し離れた ところで終わっているか、或は１個以上の開口部を有しており、そしてこれらの 電極は、該分離用壁の上記下方末端を越えては下方に伸びていないため、これら の区分室の１つの中の液体レベルが該電極の１つと接触している地点よりも下に なると直ぐ、電気回路が自動的に遮断される。

これによって、自動的な制御が生じる、何故ならば、圧力差がこの電気化学装置 内部に発生し、そしてこの圧力差が、水素および酸素用導管中のバルブ（これら は、この２種の気体が混合できるように調整されている）の調節に関係づけられ ているからである。

この混合物を混合しそして均一化するための装置において、この装置を通る流れ のどこかに爆発性混合物が生じないように均一化させることに注意を払うべきで ある。上記装置中、他の物質との反応も可能である。

下流につながっており、そして該混合用装置とバーナーとの間に備えられている 渦流および衝突用チャンバ中で、この混合物に関する最終的な変化が生じる。

正確に何が生じているかは分からないが、この炎は、水素と酸素とを通常の方法 で燃焼したとき生じる燃焼炎の温度である２７００℃よりもずっと高い温度を生 じる。該出口もしくはバーナー開口部で生じる本発明に従う炎は、５０００〜６ ０００℃およびそれ以上の温度を有する可能性がある。上記高温レベルは、酸素 または水素と反応する他の原子、例えば炭素または有機化合物、の存在の有無に よって影響を受ける。

この１組の渦流および衝突用チャンバ中、水素原子および酸素原子、そして結果 として他の原子、例えば炭素は、１個の酸素に対する２個の水素から成る比率と は異なる原子組み合わせを生じるものと考えられる。

添付図式図および実施例を参照してここに本発明を更に詳しく説明する。

本発明に従う装置を、原型および機能の形態で製造した。

上記原型で用いた電気エネルギーは５００ワツト、例えば約１２ボルトで約５０ アンペアであった。得られる炎は、５６００℃以上の蒸発温度を有する純粋なタ ングステンを蒸発させることができた。

この図は、１つの壁２（この壁は、この上部カバー３から、その下方の端４がタ ンク１の底５から少し離れた所まで（るように、下方に伸びている）によって、 ２つの区分室に分離されているタンク１を示している。

上記区分室の区分室６（壁２の右側に在る）は陽極７を有しており、一方もう１ つの区分室８は陰極９を有している。

陽極および陰極のための電気的連結は、上部カバー３を通して導かれ、そしてよ く知られた様式で、直流源（示されていない）に連結している。

それぞれ陽極７および陰極９の下方末端は、分離用壁２の下方末端４の上方に在 る。

管１０が水素を集め、そして管１１が酸素を集める。この水素生産量は通常酸素 生産量よりも大きいため、個々の区分室６．８中の圧力差により、液体レベル１ ２は変化し、例えば区分室８中ではライン１３にありそして区分室６ではライン １４のレベルにある。

このレベル１３がより低くなり、そして陰極９と接触しなくなると直ぐ、この電 解過程は阻害される、しかしこの阻害のため、水素および酸素の生産が停止しそ してそれにより圧力差が減少するため、電解過程が直ちに開始させられる。

導管１０および１１には、それぞれ、調節可能バルブ１５および１６が備わって いる。バルブの代わりに他の調節装置も使用できる。バルブ１５および１６を調 節することにより、水素と酸素の容積比が変化する。

上記具なる量が混合用チャンバ１７に送り込まれ、ここで、それらは最初にそれ ぞれ螺旋管１８および１９（上記螺旋管の１つは左巻きであり、一方もう１つは 右巻きである）を通って流れ、そして出口末端２０および２１が備わっており、 これらは、互いに向かい合って、互いに少し離れて配置されており、その結果、 上記出口末端２０と２１との間にスペース２２が生じ、そしてこの中で、上記２ つの流れが互いに衝突する。

カップ状の壁２３および２４の各々を用いて上記出口末端を取り囲むことで、渦 流チャンバを生じさせてもよい。

上記タンク１７中には、レベルライン２５で示されているもう１つの物質（この 物質は、アンモニアまたは尿素であるか、或は端２０および２１から出て来る水 素および／または酸素と反応し得る他の有機物質であってもよい）を存在させて もよい。

上記装置１７中で、管の形をした最後の装置２６（この中には、バーナー２９に 向かう下流方向にその直径が減少してもよい開口部、例えば２８、によって相互 接続している１組の球状チャンバ２７が形成されている）に送り込まれる均一混 合物が得られる。

このタンク１には、圧力補正バルブ、例えば３０および３１が備わっていてもよ い。この過程を進行させたままにしておく必要がある場合、上記バルブにより、 上記２つの区分室間での圧力補正を行うことができる。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ：　ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ 、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、Ｌ丁り、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ）、 ＡＵ、ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、ＦＩ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ。

ＬＫ、ＭＣ，ＭＧ、ＭＷ、Ｎｏ、　ＰＬ、　ＲＯ，ＳＤ、Ｓ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．水を電気化学的に分解するための装置か、陽極区分室および陰極区分室の備 わっているタンク状装置であり、上記区分室が互いに壁（これは、このタンク高 の本質的全体に渡って伸びている）によって分離されており、そしてこれは、こ のタンクの底か或はその近くか、或は該陽極および／または陰極（この陽極およ び陰極は、個々に、個々の区分室各々の中を下方に伸びている）の下方末端か或 はその下に、溝もしくは開口部を有しており、そして調節可能制御装置の下流に 在る酸素および水素用導管は、個々の酸素および水素から成る２つの流れが乱流 形態として互いに衝突する結果として均一な混合物を生じるような種類の、混合 装置につながっており、そして上記混合用装置は、下流で、細い通路（この中で 、該分子組成物がＨｘＯｙ［式中、ｘおよび／またはｙは、ｘ＝２およびｙ＝１ から逸脱している］に変換される）によって相互接続している１組の渦流および 衝突用チャンバを有する装置につながっているユニットである、 ことを特徴とする、 水を電気化学的に分解して水素と酸素を発生させるための装置、水素および酸素 各々用の個々の導管、 この各々には、制御装置、例えばバルブが備わっており、そして予め決定した比 率で水素と酸素とを混合するための装置、並びにバーナーか、或は上記混合物を 燃焼するためのチャンバ、から成る、熱を発生させるための装置。
2. ２．該均一混合装置に、異なる化学物質、例えば有機物質、を含んでいるスペー ス（このスペース中で、酸素と水素の混合が生じ、そしてこの中で、上記他の物 質、例えば炭素もしくは有機化合物、から得られる原子も、該水素および／また は酸素と反応してもよい）が備わっていることを特徴とする請求の範囲１記載の 装置。
3. ３．該１組の渦流および衝突用チャンバが、ビードの如く相互接続した１組の、 本質的に球状のチャンバであることを特徴とする請求の範囲１または２記載の装 置。
4. ４．１つのチャンバから次に向かう該通路が下流で細くなっていることを特徴と する請求の範囲３記載の装置。
5. ５．該陽極および／または陰極用チャンバ（類）に圧力補正バルブが備わってい ることを特徴とする請求の範囲１記載の装置。
6. ６．該均一混合用装置が、その内側に水素用パイプおよび酸素用パイプ（これら のデザインは、上記パイプを流れる流れが個々のパイプの軸の回りを回転しそし てこの回転する動きが逆回転であるようなデザインである）を有し、上記パイプ は互いに向かい合う出口末端を有し、上記出口末端の間にはスペースが在り、そ してこのスペースの中で、その逆回転する流れが互いに衝突するタンク状装置、 であることを特徴とする請求の範囲１〜５記載の装置。
7. ７．上記装置の上部に隣接する入り口と、１組の渦流および衝突用チャンバの下 流に在る低部に隣接しそしてその下に在るところの、間隔を置いて向かい合う出 口と、を有する左巻きおよび右巻き螺旋に従って、該均一混合用装置タンク内部 に在る個々の水素および酸素用パイプがそれぞれ伸びている、ことを特徴とする 請求の範囲６記載の装置。