JPH08194079A - 動的超音波場における重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置 - Google Patents
動的超音波場における重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置Info
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- JPH08194079A JPH08194079A JP7021084A JP2108495A JPH08194079A JP H08194079 A JPH08194079 A JP H08194079A JP 7021084 A JP7021084 A JP 7021084A JP 2108495 A JP2108495 A JP 2108495A JP H08194079 A JPH08194079 A JP H08194079A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い熱量が容易に得られるような、動的超音
波を利用した新しい発熱装置を提供する。 【構成】 反応槽３内に置かれ、低温に保たれた重水素
含有合金からなる試料８に、動的超音波を照射して、縦
波超音波７が試料８内部で焦点９に収束するようにす
る。焦点９では、反応現象が誘起されて発熱する。ＸＹ
Ｚテーブル１３の連続的な微小移動により、連続した発
熱が得られる。加熱された加圧純水２は、熱交換器１４
に循環されて、熱源として利用される。重水素含有合金
には、周期表の４族および８族の金属のうちの１つを用
いるか、あるいはこのうちの少なくとも１つが含まれた
合金を使用する。
波を利用した新しい発熱装置を提供する。 【構成】 反応槽３内に置かれ、低温に保たれた重水素
含有合金からなる試料８に、動的超音波を照射して、縦
波超音波７が試料８内部で焦点９に収束するようにす
る。焦点９では、反応現象が誘起されて発熱する。ＸＹ
Ｚテーブル１３の連続的な微小移動により、連続した発
熱が得られる。加熱された加圧純水２は、熱交換器１４
に循環されて、熱源として利用される。重水素含有合金
には、周期表の４族および８族の金属のうちの１つを用
いるか、あるいはこのうちの少なくとも１つが含まれた
合金を使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動的超音波場における
重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置に関し、
特に熱交換器として利用され、とりわけ発電機に好適す
る。
重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置に関し、
特に熱交換器として利用され、とりわけ発電機に好適す
る。
【０００２】
【従来の技術】発電に関していえば、従来より、水力，
火力，原子力などによる発電方法が主力となっている。
これらは、水の落差などの外力を利用して直接タービン
を回転させるか、熱エネルギーを蒸気力に変換してター
ビンを回転させて、発電するものである。
火力，原子力などによる発電方法が主力となっている。
これらは、水の落差などの外力を利用して直接タービン
を回転させるか、熱エネルギーを蒸気力に変換してター
ビンを回転させて、発電するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水力発
電は既にダムの建設地が飽和状態に近く、また、火力，
原子力発電は、原料のほとんどを輸入に依存しているこ
とに加え、副産物として生成される排気ガスや放射線廃
棄物など地球環境汚染に少なからぬ課題を抱えている。
電は既にダムの建設地が飽和状態に近く、また、火力，
原子力発電は、原料のほとんどを輸入に依存しているこ
とに加え、副産物として生成される排気ガスや放射線廃
棄物など地球環境汚染に少なからぬ課題を抱えている。
【０００４】しかるに、本発明者は、超音波パルスを利
用した各種材料の物理的諸特性の測定方法を研究するな
かで、ある種の合金材料に対して、ある温度条件の下で
超音波パルスを発信したところ、高熱が発生することを
観測した。本発明は、このような現象の発見のもとにな
されたものであって、極めて高い熱量が、容易に、かつ
経済的に、そして安全に得られるようになるので、この
発熱を熱交換器として利用するとともに、とりわけ、従
来にないクリーンエネルギーによる発電機が提供できる
ようになる。
用した各種材料の物理的諸特性の測定方法を研究するな
かで、ある種の合金材料に対して、ある温度条件の下で
超音波パルスを発信したところ、高熱が発生することを
観測した。本発明は、このような現象の発見のもとにな
されたものであって、極めて高い熱量が、容易に、かつ
経済的に、そして安全に得られるようになるので、この
発熱を熱交換器として利用するとともに、とりわけ、従
来にないクリーンエネルギーによる発電機が提供できる
ようになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の発熱装置は、常
温以下の低温下においた重水素含有合金に動的超音波を
照射することにより、前記重水素含有合金を非平衡高温
高圧状態にせしめて反応現象を誘起させ、その結果生成
される過剰熱を、加圧媒体にて搬送循環して利用するよ
うにしたものである。
温以下の低温下においた重水素含有合金に動的超音波を
照射することにより、前記重水素含有合金を非平衡高温
高圧状態にせしめて反応現象を誘起させ、その結果生成
される過剰熱を、加圧媒体にて搬送循環して利用するよ
うにしたものである。
【０００６】重水素含有合金には、周期表の４族および
８族の金属のうちの１つを用いるか、あるいは前記金属
のうちの少なくとも１つが含まれた合金を用いる。とり
わけ、重水素含有合金には、ＰｄまたはＴｉを用いる
か、これらの金属の少なくとも１つが含まれた合金を用
いるとよい。
８族の金属のうちの１つを用いるか、あるいは前記金属
のうちの少なくとも１つが含まれた合金を用いる。とり
わけ、重水素含有合金には、ＰｄまたはＴｉを用いる
か、これらの金属の少なくとも１つが含まれた合金を用
いるとよい。
【０００７】このときの反応温度は、常温から液体窒素
によって得られる温度までの範囲にあるようにする。ま
た、重水素含有合金の非平衡高温高圧状態は、球面振動
子フォーカス法またはフェーズドアレイフォーカス法あ
るいは両者の併用法により、重水素含有合金の内部に動
的超音波を局所瞬間照射することにより得るようにす
る。得られた過剰熱は、加圧純水またはＨｅガスを媒体
として循環させて、熱交換器まで搬送するようにする。
によって得られる温度までの範囲にあるようにする。ま
た、重水素含有合金の非平衡高温高圧状態は、球面振動
子フォーカス法またはフェーズドアレイフォーカス法あ
るいは両者の併用法により、重水素含有合金の内部に動
的超音波を局所瞬間照射することにより得るようにす
る。得られた過剰熱は、加圧純水またはＨｅガスを媒体
として循環させて、熱交換器まで搬送するようにする。
【０００８】
【作用】本発明者の実験によれば、１１６〜１９０Ｋの
温度条件下で、重水素含有Ｐｄ合金に向けて超音波パル
スを発信したところ、少なくとも８Ｗ（２３Ｗ／ｃ
ｍ3）を越える異常発熱現象を観察した。そして、この
発熱は、面心立方Ｐｄ結晶格子中の４面体間隙に含まれ
る重水素イオンにおいて、その［１００］方向の強収縮
と横内耗の異常減衰とが伴った多体の核反応もしくは動
的反応によるものであることをつきとめた。
温度条件下で、重水素含有Ｐｄ合金に向けて超音波パル
スを発信したところ、少なくとも８Ｗ（２３Ｗ／ｃ
ｍ3）を越える異常発熱現象を観察した。そして、この
発熱は、面心立方Ｐｄ結晶格子中の４面体間隙に含まれ
る重水素イオンにおいて、その［１００］方向の強収縮
と横内耗の異常減衰とが伴った多体の核反応もしくは動
的反応によるものであることをつきとめた。
【０００９】さらにこの重水素含有合金の反応現象を再
現性よく繰り返し生起させるためには、常温から液体窒
素までの低温における温度でＰｄ結晶格子を収縮させる
とともに、動的超音波負荷による非平衡高温高圧場を形
成せしめることが有効であるとの知見のもとに本発明は
完成したのである。
現性よく繰り返し生起させるためには、常温から液体窒
素までの低温における温度でＰｄ結晶格子を収縮させる
とともに、動的超音波負荷による非平衡高温高圧場を形
成せしめることが有効であるとの知見のもとに本発明は
完成したのである。
【００１０】非平衡の高温高圧場を励起させるには、超
音波，レーザパルス，電子ビーム，電磁振動，機械振
動，赤外線加熱，Ｘ線励起法など多くの方法が考えられ
るが、大気中もしくは高圧水中での局所衝撃と簡便さ、
安全性、低廉化等を考慮すると、超音波法が最も適して
いる。特に、局所瞬間加熱には球面振動子フォーカス法
が、焦点制御にはフェーズドアレイフォーカス法が好適
する。
音波，レーザパルス，電子ビーム，電磁振動，機械振
動，赤外線加熱，Ｘ線励起法など多くの方法が考えられ
るが、大気中もしくは高圧水中での局所衝撃と簡便さ、
安全性、低廉化等を考慮すると、超音波法が最も適して
いる。特に、局所瞬間加熱には球面振動子フォーカス法
が、焦点制御にはフェーズドアレイフォーカス法が好適
する。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の一実施例について、図を参照
しながら説明する。 （実施例１）図１において、１は６リング球面アプリケ
ーションからなる球面振動子非線形の超音波発生装置で
あって、その縦断面の図である。超音波発生装置１は、
その全体が、１〜１０気圧に加圧された純水２の注入さ
れた反応槽３の中に沈められている。
しながら説明する。 （実施例１）図１において、１は６リング球面アプリケ
ーションからなる球面振動子非線形の超音波発生装置で
あって、その縦断面の図である。超音波発生装置１は、
その全体が、１〜１０気圧に加圧された純水２の注入さ
れた反応槽３の中に沈められている。
【００１２】超音波発生装置１の本体は、６つのリング
状部材を組合せて構成されたものであって、全体として
半球状の球殻４を形成している。球殻４の最大外径は３
３０ｍｍである。１つのリング状部材の内面には、円周
に沿って４ユニットのＰＺＴ圧電素子５が配設されてい
る。したがって、球殻４の内面全体では、頂点に配置さ
れた１ユニットと合せ２５ユニットとなる。これらのユ
ニットは２５個のパルサー６により駆動される。
状部材を組合せて構成されたものであって、全体として
半球状の球殻４を形成している。球殻４の最大外径は３
３０ｍｍである。１つのリング状部材の内面には、円周
に沿って４ユニットのＰＺＴ圧電素子５が配設されてい
る。したがって、球殻４の内面全体では、頂点に配置さ
れた１ユニットと合せ２５ユニットとなる。これらのユ
ニットは２５個のパルサー６により駆動される。
【００１３】ＰＺＴ圧電素子５より放射される動的超音
波のうちの特に縦波超音波７は、収束作用と、伝播途中
の媒質との非線形性相互作用とによって、多数次の高調
波成分が生成されて衝撃波に変形し、試料８内部にある
焦点９に集中してこれを照射する。このとき、加圧純水
２と試料８との間の屈折率の補正および収束度は、遅延
回路１０によりフェーズドアレイで制御される。
波のうちの特に縦波超音波７は、収束作用と、伝播途中
の媒質との非線形性相互作用とによって、多数次の高調
波成分が生成されて衝撃波に変形し、試料８内部にある
焦点９に集中してこれを照射する。このとき、加圧純水
２と試料８との間の屈折率の補正および収束度は、遅延
回路１０によりフェーズドアレイで制御される。
【００１４】ＰＺＴ圧電素子５を駆動する２５ユニット
のパルサー６は、高電圧発生器１１により、出力を７０
〜６０００Ｖまで連続的に変えられることができ、また
各々が独立して作動できるようになっている。焦点９へ
の収束度を上げるためには、好ましくは、出力１０００
〜４０００Ｖの高電圧とし、同一位相（コヒーレンス）
の強力な動的超音波が同時照射されるようにする。屈折
率補正のための遅延回路１０には、それぞれにトリガー
１２が接続されていて、１つの入力に対して６種類の出
力レベルにて出力される。各出力はそれぞれに独立して
おり、０〜９．９ｍｓの範囲で０．１ｍｓ刻みに遅延値
が調整される。
のパルサー６は、高電圧発生器１１により、出力を７０
〜６０００Ｖまで連続的に変えられることができ、また
各々が独立して作動できるようになっている。焦点９へ
の収束度を上げるためには、好ましくは、出力１０００
〜４０００Ｖの高電圧とし、同一位相（コヒーレンス）
の強力な動的超音波が同時照射されるようにする。屈折
率補正のための遅延回路１０には、それぞれにトリガー
１２が接続されていて、１つの入力に対して６種類の出
力レベルにて出力される。各出力はそれぞれに独立して
おり、０〜９．９ｍｓの範囲で０．１ｍｓ刻みに遅延値
が調整される。
【００１５】試料８には、周期表の４族または８族の金
属のうちの１つからなるか、あるいはこのうちの少なく
とも１つが含まれた重水素含有合金が用いられる。特
に、ＰｄまたはＴｉを用いるか、これらの金属の少なく
とも１つが含まれた合金を用いるようにするとよい。試
料８に対する動的超音波の照射により、合金の結晶格子
間隙に充填された重水素イオンが、強収縮と横内耗の異
常減衰とを伴う核反応もしくは動的反応と思われる反応
現象を起こして発熱する。試料８は、ステッピングモー
タにより３軸制御可能なＸＹＺテーブル１３に取付けら
れ、コンピュータにインストールされた駆動ソフトによ
る自動制御にて、０．１ｍｍ刻みで連続的に移動できる
ようになっているので、照射位置を随時ずらすことによ
り、連続的な発熱が得られるようになる。
属のうちの１つからなるか、あるいはこのうちの少なく
とも１つが含まれた重水素含有合金が用いられる。特
に、ＰｄまたはＴｉを用いるか、これらの金属の少なく
とも１つが含まれた合金を用いるようにするとよい。試
料８に対する動的超音波の照射により、合金の結晶格子
間隙に充填された重水素イオンが、強収縮と横内耗の異
常減衰とを伴う核反応もしくは動的反応と思われる反応
現象を起こして発熱する。試料８は、ステッピングモー
タにより３軸制御可能なＸＹＺテーブル１３に取付けら
れ、コンピュータにインストールされた駆動ソフトによ
る自動制御にて、０．１ｍｍ刻みで連続的に移動できる
ようになっているので、照射位置を随時ずらすことによ
り、連続的な発熱が得られるようになる。
【００１６】試料８の発熱により高温となった加圧純水
２は、循環して熱交換器１４に入り、冷水と接して熱を
放逐し、再び反応槽３に帰還する。 （実施例２）図２は、本発明の他の一実施例を示し、前
記実施例１と同一箇所には同符号を付したものである。
また、本図では、図１に示された超音波発信制御のため
のパルサー６，遅延回路１０，高電圧発生器１１，トリ
ガー１２は省略してある。
２は、循環して熱交換器１４に入り、冷水と接して熱を
放逐し、再び反応槽３に帰還する。 （実施例２）図２は、本発明の他の一実施例を示し、前
記実施例１と同一箇所には同符号を付したものである。
また、本図では、図１に示された超音波発信制御のため
のパルサー６，遅延回路１０，高電圧発生器１１，トリ
ガー１２は省略してある。
【００１７】球体の一部である球殻４の内面には、ＰＺ
Ｔ圧電素子５が配設されている。ＰＺＴ圧電素子５から
放射された動的超音波のうちの縦波超音波７は、重水素
含有合金からなる試料８内部の焦点９に収束する。この
とき、超音波発生器１と試料８との間には接触媒質１５
を介在させて、放射された縦波超音波７の伝達効率が低
下しないようにする。また、接触媒質１５の使用により
縦波，横波が自由に選択できるようになるので、疎密波
であって、焦点化とそれに続く非平衡断熱加熱に有効な
縦波と、反応現象の誘起に有効な横波とを併用すれば、
小規模な発電機に好都合となる。接触媒質１５には、適
用温度領域によって、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ，ステンレスなどの金属のほか、テフロン，ビ
ニール，密鑞，シリコン系グリースなどが適宜選択され
る。
Ｔ圧電素子５が配設されている。ＰＺＴ圧電素子５から
放射された動的超音波のうちの縦波超音波７は、重水素
含有合金からなる試料８内部の焦点９に収束する。この
とき、超音波発生器１と試料８との間には接触媒質１５
を介在させて、放射された縦波超音波７の伝達効率が低
下しないようにする。また、接触媒質１５の使用により
縦波，横波が自由に選択できるようになるので、疎密波
であって、焦点化とそれに続く非平衡断熱加熱に有効な
縦波と、反応現象の誘起に有効な横波とを併用すれば、
小規模な発電機に好都合となる。接触媒質１５には、適
用温度領域によって、例えば、Ａｕ，Ｐｔ，Ｔａ，Ｃ
ｕ，Ｎｉ，ステンレスなどの金属のほか、テフロン，ビ
ニール，密鑞，シリコン系グリースなどが適宜選択され
る。
【００１８】試料８の一部は反応槽３の中に挿入され、
液体Ｈｅ加圧器１６より供給されてノズル１７から噴射
されるＨｅガスにより冷却される。この冷却により、試
料８の結晶格子の収縮が促進される。重水素の反応臨界
半径まで結晶格子が収縮すると、４面体間隙に含まれる
重水素イオンが一直線に並ぶ共鳴振動配列が起き、核反
応もしくは動的反応が開始される。反応現象に伴う発熱
は、試料８周囲のＨｅガスを加熱する。加熱されたＨｅ
ガスは循環して熱交換器１４へと搬送され、冷水と熱交
換する。
液体Ｈｅ加圧器１６より供給されてノズル１７から噴射
されるＨｅガスにより冷却される。この冷却により、試
料８の結晶格子の収縮が促進される。重水素の反応臨界
半径まで結晶格子が収縮すると、４面体間隙に含まれる
重水素イオンが一直線に並ぶ共鳴振動配列が起き、核反
応もしくは動的反応が開始される。反応現象に伴う発熱
は、試料８周囲のＨｅガスを加熱する。加熱されたＨｅ
ガスは循環して熱交換器１４へと搬送され、冷水と熱交
換する。
【００１９】試料８の一端はＸＹＺテーブル１３に固定
され、制御により連続的に移動するので、連続した発熱
が得られる。
され、制御により連続的に移動するので、連続した発熱
が得られる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明の動的超音波場に
おける重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置に
よれば、極めて高い熱量が、容易に、かつ経済的に、そ
して安全に得られるようになる。原料となる重水素は、
天然水素中に０．０１５％含有されているため、資源と
して無尽蔵である。そして、大気汚染，廃棄物汚染など
の問題のないクリーンエネルギーとして広く活用するこ
とができる。
おける重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置に
よれば、極めて高い熱量が、容易に、かつ経済的に、そ
して安全に得られるようになる。原料となる重水素は、
天然水素中に０．０１５％含有されているため、資源と
して無尽蔵である。そして、大気汚染，廃棄物汚染など
の問題のないクリーンエネルギーとして広く活用するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の他の一実施例を示す構成図である。
１ 超音波発生装置 ２ 加圧純水 ３ 反応槽 ５ ＰＺＴ圧電素子 ６ パルサー ７ 縦波超音波 ８ 試料 １０ 遅延回路 １１ 高電圧発生器 １２ トリガー １３ ＸＹＺテーブル １４ 熱交換器 １６ 液体Ｈｅ加圧器 １８ Ｈｅガス
Claims (6)
- 【請求項１】 常温以下の低温下におかれた重水素含有
合金に動的超音波を照射することにより、前記重水素含
有合金を非平衡高温高圧状態にせしめて反応現象を誘起
させ、その結果生成される過剰熱を、加圧媒体にて搬送
循環して利用するようにした動的超音波場における重水
素含有合金の反応現象を利用した発熱装置。 - 【請求項２】 前記重水素含有合金は、周期表の４族お
よび８族の金属のうちの１つからなるか、あるいは前記
金属のうちの少なくとも１つが含まれた合金からなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の動的超音波場における
重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置。 - 【請求項３】 前記重水素含有合金は、ＰｄまたはＴｉ
からなるか、あるいは前記金属の少なくとも１つが含ま
れた合金からなることを特徴とする請求項１に記載の動
的超音波場における重水素含有合金の反応現象を利用し
た発熱装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の常温以下の低温とは、
常温から液体窒素によって得られる温度までの範囲であ
ることを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の動的超
音波場における重水素含有合金の反応現象を利用した発
熱装置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の重水素含有合金の非平
衡高温高圧状態は、球面振動子フォーカス法またはフェ
ーズドアレイフォーカス法あるいは両者の併用法によ
り、重水素含有合金の内部に動的超音波を局所瞬間照射
して得られるようにした請求項１〜請求項４に記載の動
的超音波場における重水素含有合金の反応現象を利用し
た発熱装置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の過剰熱の加圧媒体によ
る搬送循環は、加圧純水またはＨｅガスを媒体として循
環させて、熱交換器まで熱を搬送するようにした請求項
１〜請求項５に記載の動的超音波場における重水素含有
合金の反応現象を利用した発熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7021084A JPH08194079A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 動的超音波場における重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7021084A JPH08194079A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 動的超音波場における重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08194079A true JPH08194079A (ja) | 1996-07-30 |
Family
ID=12045022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7021084A Withdrawn JPH08194079A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 動的超音波場における重水素含有合金の反応現象を利用した発熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08194079A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-01-13 JP JP7021084A patent/JPH08194079A/ja not_active Withdrawn
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