JP2006225685A - Combustion gas generator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustion gas generator capable of uniforming the temperature of an electrolytic solution in an electrolytic cell, and accelerating the electrolysis speed of the electrolytic solution, thereby effectively generating a combustion gas. <P>SOLUTION: The combustion gas generator is provided with: a cylindrical electrolytic cell stored with an electrolytic solution 17; a columnar negative electrode 13 arranged at the central axis of the electrolytic cell and dipped into the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell; and a plurality of electrode plates 141, 142 arranged to the state of a concentric circle with the central axis in the electrolytic cell as the center. In the generator, the combustion gas G is generated by electrolyzing the electrolytic solution 17 among the electrolytic cell, a plurality of the electrode plates 141, 142, and the negative electrode 13. Further, the negative electrode 13 is formed of a magnetic material. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、燃焼ガス発生装置に関し、特に複数の電極間で電解液を電気分解することにより、燃焼ガスを発生させる燃焼ガス発生装置に関する。   The present invention relates to a combustion gas generation device, and more particularly to a combustion gas generation device that generates combustion gas by electrolyzing an electrolytic solution between a plurality of electrodes.

1971年オーストリアのユル ブラウン(YULL BROWN)博士は、水(HO)から出てくる酸素原子と水素原子とを一定比率で結合するとより完全に燃焼するとの事実を発見した。
また、ユル ブラウン博士は、これに対する持続的な研究開発により高効率な電解槽の開発に成功することにより、ブラウンガスと呼ばれるほどの独特な燃料ガスを発明するに至った。その後、より効率的にブラウンガスを発生する装置が世界各地で開発された。
ブラウンガスを発生させる燃焼ガス発生装置として、たとえば、水位センサにより電解槽内の電解液の水位を監視し、電解槽内の電解液の水位に応じてバルブの開閉を行うことにより、給水タンクから電解槽へ水を自動的に供給する燃焼ガス発生装置が提案されている(特許文献1)。
特開2000−129480号公報(図1、段落0037〜段落0040)
In 1971, Dr. YULL BROWN of Austria discovered the fact that oxygen atoms coming out of water (H 2 O) and hydrogen atoms combined at a certain ratio burned more completely.
Dr. Yul Brown succeeded in developing a highly efficient electrolyzer through continuous research and development, and invented a unique fuel gas called Brown Gas. Later, devices that generate brown gas more efficiently were developed around the world.
As a combustion gas generator that generates brown gas, for example, by monitoring the water level of the electrolytic solution in the electrolytic cell with a water level sensor and opening and closing the valve according to the level of the electrolytic solution in the electrolytic cell, A combustion gas generator that automatically supplies water to an electrolytic cell has been proposed (Patent Document 1).
JP 2000-129480 A (FIG. 1, paragraphs 0037 to 0040)

しかしながら、各電極間に加わる電圧の格差や各電極の配置場所の違い等により、電解液の温度が電解槽内で均一にならないことがあった。
電解液の温度が約70℃以上の高温になると水蒸気が発生してしまい、水素および酸素を含む燃焼ガスの発生量を減少させてしまう結果を招いていた。
また、各電極が高温の電解液内にさらされると、金属腐食を助長させ、電極の寿命を早めてしまっていた。
この発明は、電解槽内の電解液の温度を均一化し、電解液の電気分解の速度を速め、効率よく燃焼ガスを発生できる燃焼ガス発生装置を提供することを目的とする。
However, the temperature of the electrolytic solution may not be uniform in the electrolytic cell due to the difference in voltage applied between the electrodes, the difference in the location of the electrodes, and the like.
When the temperature of the electrolytic solution reaches a high temperature of about 70 ° C. or higher, water vapor is generated, resulting in a decrease in the amount of combustion gas containing hydrogen and oxygen.
In addition, when each electrode is exposed to a high-temperature electrolyte, metal corrosion is promoted and the life of the electrode is shortened.
An object of the present invention is to provide a combustion gas generator capable of generating combustion gas efficiently by making the temperature of the electrolytic solution in the electrolytic cell uniform, increasing the speed of electrolysis of the electrolytic solution.

本発明に係る燃焼ガス発生装置は、電解液が蓄留された電解槽と、電解槽内の電解液に浸漬された負電極とを備え、電解液を電気分解することにより、燃焼ガスを発生する燃焼ガス発生装置であって、負電極は、磁性材により形成されたことを特徴とするものである。
このような構成により、電解槽内の電解液の温度を均一化し、電解液の電気分解の速度を速め、効率よく燃焼ガスを発生できる。
A combustion gas generator according to the present invention includes an electrolytic tank in which an electrolytic solution is stored, and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic tank, and generates combustion gas by electrolyzing the electrolytic solution. In this combustion gas generator, the negative electrode is made of a magnetic material.
With such a configuration, the temperature of the electrolytic solution in the electrolytic cell can be made uniform, the rate of electrolysis of the electrolytic solution can be increased, and combustion gas can be generated efficiently.

また、本発明に係る別の燃焼ガス発生装置は、電解液が蓄留される電解槽と、上記電解槽内の上記電解液に浸漬された負電極とを備え、上記電解槽に正電圧を印加し、上記負電極に負電圧を印加し、上記電解槽と上記負電極との間で上記電解液を電気分解することにより、燃焼ガスを発生する燃焼ガス発生装置であって、上記負電極は、磁性材により形成されたことを特徴とするものである。
このような構成により、電解槽内の電解液の温度を均一化し、電解液の電気分解の速度を速め、効率よく燃焼ガスを発生できる。
Another combustion gas generator according to the present invention includes an electrolytic cell in which an electrolytic solution is stored, and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic cell, and a positive voltage is applied to the electrolytic cell. A combustion gas generator for generating combustion gas by applying a negative voltage to the negative electrode and electrolyzing the electrolyte between the electrolytic cell and the negative electrode, the negative electrode Is characterized by being formed of a magnetic material.
With such a configuration, the temperature of the electrolytic solution in the electrolytic cell can be made uniform, the rate of electrolysis of the electrolytic solution can be increased, and combustion gas can be generated efficiently.

また、本発明に係る別の燃焼ガス発生装置は、電解液が蓄留された円筒状の電解槽と、上記電解槽の中心軸に配置され、上記電解槽の上記電解液に浸漬された柱状の負電極と、上記電解槽内の中心軸を中心に同心円状に配列され、上記電解槽の上記電解液に浸漬された複数の電極板とを備え、上記電解槽に正電圧を印加し、上記負電極に負電圧を印加し、上記電解槽、上記複数の電極板および上記負電極の間で上記電解液を電気分解することにより、燃焼ガスを発生する燃焼ガス発生装置であって、上記負電極は、磁性材により形成されたことを特徴とするものである。
このような構成により、電解槽内の電解液の温度を均一化し、電解液の電気分解の速度を速め、効率よく燃焼ガスを発生できる。
Another combustion gas generator according to the present invention includes a cylindrical electrolytic cell in which an electrolytic solution is stored, and a columnar shape that is disposed on the central axis of the electrolytic cell and is immersed in the electrolytic solution in the electrolytic cell. A negative electrode and a plurality of electrode plates arranged concentrically around the central axis in the electrolytic cell, and immersed in the electrolytic solution of the electrolytic cell, applying a positive voltage to the electrolytic cell, A combustion gas generator that generates combustion gas by applying a negative voltage to the negative electrode and electrolyzing the electrolytic solution between the electrolytic cell, the plurality of electrode plates, and the negative electrode, The negative electrode is formed of a magnetic material.
With such a configuration, the temperature of the electrolytic solution in the electrolytic cell can be made uniform, the rate of electrolysis of the electrolytic solution can be increased, and combustion gas can be generated efficiently.

また、複数の電極板は、等間隔に配列されてもよい。   The plurality of electrode plates may be arranged at equal intervals.

また、複数の電極板は、電解槽の中心軸を含む面により、分断されてもよい。   Further, the plurality of electrode plates may be divided by a surface including the central axis of the electrolytic cell.

また、複数の電極板は、電解槽の中心軸を含む面により、2等分に分断されてもよい。   The plurality of electrode plates may be divided into two equal parts by a surface including the central axis of the electrolytic cell.

また、複数の電極板は、電解槽の中心軸を含む面により、4等分に分断されてもよい。   Further, the plurality of electrode plates may be divided into four equal parts by the surface including the central axis of the electrolytic cell.

また、複数の電極板は、ステンレス合金により形成されてもよい。   The plurality of electrode plates may be formed of a stainless alloy.

また、電解液は、水酸化カリウム水溶液であってもよい。   Further, the electrolytic solution may be an aqueous potassium hydroxide solution.

また、電解槽に電解液を供給する供給口と、電解槽内の電解液を排出する排出口とを備え、排出口から排出される電解液が供給口まで循環される循環経路を有してもよい。   In addition, a supply port for supplying the electrolytic solution to the electrolytic cell and a discharge port for discharging the electrolytic solution in the electrolytic cell, and a circulation path through which the electrolytic solution discharged from the discharge port is circulated to the supply port Also good.

また、電解液の循環経路中に、電解液を冷却する手段を備えてもよい。   Further, a means for cooling the electrolytic solution may be provided in the circulation path of the electrolytic solution.

また、冷却手段は、電解液の液体温度を約38℃から約48℃の間に冷却してもよい。   The cooling means may cool the liquid temperature of the electrolyte between about 38 ° C. and about 48 ° C.

本発明により、電解槽内の電解液の温度を均一化し、電解液の電気分解の速度を速め、効率よく燃焼ガスを発生できる。   According to the present invention, the temperature of the electrolytic solution in the electrolytic cell is made uniform, the rate of electrolysis of the electrolytic solution is increased, and combustion gas can be generated efficiently.

本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置について、図に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置の全体構成を示す模式図である。
図2は、本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置の電解槽の内部構成を示す模式図であって、図2(a)は電解槽の中心軸を含む面における断面図であり、図2(b)は図(a)のA−A切断線の断面図である。
図1に示されるように、本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置1は、4つの電解槽10、水位計20、燃焼ガス蓄積タンク30、燃焼ガス供給パイプ40、電解液収集タンク50、循環ポンプ60、フィルタ70、電解液蓄積タンク80、冷却タンク90、冷却水用ポンプ100等から形成されている。
A combustion gas generator according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a combustion gas generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the internal configuration of the electrolytic cell of the combustion gas generator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is a cross-sectional view in a plane including the central axis of the electrolytic cell, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIG. 1, the combustion gas generator 1 according to the embodiment of the present invention includes four electrolytic cells 10, a water level gauge 20, a combustion gas accumulation tank 30, a combustion gas supply pipe 40, and an electrolyte collection tank 50. , A circulation pump 60, a filter 70, an electrolytic solution storage tank 80, a cooling tank 90, a cooling water pump 100, and the like.

図2に示されるように、電解槽10は、金属円筒11の両端を金属蓋12aおよび12bにより密閉されて構成されている。なお、金属円筒11および金属蓋12a、12bは、腐食性に強いステンレス(SUS304)等により形成されている。金属円筒11および金属蓋12a、12b間は、ステンレス(SUS304)製のボルト(不図示)により締結される。
図2に示されるように、電解槽10の金属円筒11の中心軸には負電極13が取り付けられている。負電極13は円柱形状に形成されている。また、負電極13は例えば3000ガウス以上の磁性材により形成されている。
また、図2(a)に示されるように、複数の電極板141、142は金属円筒11内で2段に配置されている。また、図2(b)に示されるように、複数の電極板141、142は、負電極13を中心に同心円状に、例えば約4mm〜約5mm前後の略等間隔に配列されている。なお、図2(b)では、複数の電極板141、142のうち複数の電極板141の切断面を示している。
なお、図2(b)では、電極板141、142は負電極13から電解槽10の金属円筒11内壁の間に16枚配列されている。
As shown in FIG. 2, the electrolytic cell 10 is configured by sealing both ends of a metal cylinder 11 with metal lids 12a and 12b. The metal cylinder 11 and the metal lids 12a and 12b are formed of stainless steel (SUS304) or the like that is highly corrosive. The metal cylinder 11 and the metal lids 12a and 12b are fastened by a stainless steel (SUS304) bolt (not shown).
As shown in FIG. 2, a negative electrode 13 is attached to the central axis of the metal cylinder 11 of the electrolytic cell 10. The negative electrode 13 is formed in a cylindrical shape. Further, the negative electrode 13 is made of, for example, a magnetic material of 3000 gauss or more.
In addition, as shown in FIG. 2A, the plurality of electrode plates 141 and 142 are arranged in two stages in the metal cylinder 11. Further, as shown in FIG. 2B, the plurality of electrode plates 141 and 142 are arranged concentrically around the negative electrode 13, for example, at approximately equal intervals of about 4 mm to about 5 mm. 2B shows a cut surface of the plurality of electrode plates 141 out of the plurality of electrode plates 141 and 142. FIG.
In FIG. 2B, 16 electrode plates 141 and 142 are arranged between the negative electrode 13 and the inner wall of the metal cylinder 11 of the electrolytic cell 10.

また、電極板141および142は、好ましくは、電解槽10の中心軸を通る平面で、分断されてもよい。図2(b)では、一例として2分割して、半円状の複数の電極板141a、141bに分断した構成を示している。また、図示しないが、複数の電極板142も、図2(b)に示された構成と同様の構成を有する。なお、4分割、6分割、・・・12分割、・・のように、物理的に可能な範囲で、分割数を増してもよい。電極板141aと141bとの間には、絶縁板(不図示)が設けられている。
また、金属蓋12aおよび12bの内面には、ガイドプレート15a、15bがそれぞれ取り付けられている。また、金属円筒11の長手方向の中央部には、センタープレート16が取り付けられている。複数の電極板141、142は、ガイドプレート15a、15bおよびセンタープレート16により電解槽10内に保持されている。
Further, the electrode plates 141 and 142 may be divided by a plane that passes through the central axis of the electrolytic cell 10. In FIG. 2B, as an example, a configuration is shown that is divided into two and divided into a plurality of semicircular electrode plates 141a, 141b. Although not shown, the plurality of electrode plates 142 have the same configuration as that shown in FIG. The number of divisions may be increased within a physically possible range, such as 4 divisions, 6 divisions,... 12 divisions,. An insulating plate (not shown) is provided between the electrode plates 141a and 141b.
Guide plates 15a and 15b are attached to the inner surfaces of the metal lids 12a and 12b, respectively. A center plate 16 is attached to the center of the metal cylinder 11 in the longitudinal direction. The plurality of electrode plates 141 and 142 are held in the electrolytic cell 10 by the guide plates 15 a and 15 b and the center plate 16.

ここで、ガイドプレート15a、15bおよびセンタープレート16の構成について説明する。
図3は、ガイドプレートの構成を示す図であって、図3(a)は平面図であり、図3(b)はB−B切断線の断面図である。
図4は、センタープレートの構成を示す図であって、図4(a)は平面図であり、図4(b)はC−C切断線の断面図である。
図3(a)および(b)に示されるように、ガイドプレート15a、15bは、例えばポリアセタール等の絶縁樹脂により円盤形状に形成されている。また、ガイドプレート15a、15bの中心には負電極13が挿入される貫通穴151が形成されている。また、電解槽10の内側に向けられる面上には、中心から同心円状に複数の溝152が、例えば約4mm〜約5mm前後の略等間隔に形成されている。これら複数の溝152には複数の電極板141または142が挟み込まれる。
Here, the configuration of the guide plates 15a and 15b and the center plate 16 will be described.
3A and 3B are diagrams showing the configuration of the guide plate, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB.
4A and 4B are diagrams illustrating the configuration of the center plate, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the guide plates 15a and 15b are formed in a disk shape by an insulating resin such as polyacetal. A through hole 151 into which the negative electrode 13 is inserted is formed at the center of the guide plates 15a and 15b. A plurality of grooves 152 concentrically from the center are formed on the surface facing the inner side of the electrolytic cell 10 at substantially equal intervals, for example, about 4 mm to about 5 mm. A plurality of electrode plates 141 or 142 are sandwiched between the plurality of grooves 152.

なお、複数の電極板141または142のガイドプレート15a、15bへの取り付け作業性を考慮して、ガイドプレート15a、15bの中心の貫通穴151から外周方向に向けて、6本の溝153が形成されている。
図4(a)および(b)に示されるように、センタープレート16は、例えばポリアセタール等の絶縁樹脂により十字形の板状に形成されている。また、センタープレート16の中心には負電極13が挿入される貫通穴が161形成されている。また、センタープレート16の両面には、中心から同心円状に複数の溝162a〜162dが、ガイドプレート15a、15bの溝152と同一の間隔で等間隔に形成されている。これら複数の溝162a〜162dには複数の電極板141および142が挟み込まれる。
そして、図1に示されるように、複数の電極板141は、ガイドプレート15aとセンタープレート16との間に、溝152および溝162a〜162dを介して保持される。また、複数の電極板142は、センタープレート16とガイドプレート15bとの間に、溝152および溝162a〜162dを介して保持される。
In consideration of the workability of attaching the plurality of electrode plates 141 or 142 to the guide plates 15a and 15b, six grooves 153 are formed from the central through hole 151 of the guide plates 15a and 15b toward the outer periphery. Has been.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the center plate 16 is formed in a cross-shaped plate shape with an insulating resin such as polyacetal. A through hole 161 into which the negative electrode 13 is inserted is formed at the center of the center plate 16. Further, on both surfaces of the center plate 16, a plurality of grooves 162a to 162d concentrically from the center are formed at equal intervals with the same interval as the grooves 152 of the guide plates 15a and 15b. A plurality of electrode plates 141 and 142 are sandwiched between the plurality of grooves 162a to 162d.
As shown in FIG. 1, the plurality of electrode plates 141 are held between the guide plate 15a and the center plate 16 via the grooves 152 and the grooves 162a to 162d. The plurality of electrode plates 142 are held between the center plate 16 and the guide plate 15b via the grooves 152 and the grooves 162a to 162d.

図2に示されるように、電解槽10の内部には電解液17が蓄留されている。電解槽10内の電解液17の水位は、図1に示される水位計20により、常時一定水位になるように管理されている。電解液17には、例えば水酸化カリウム(KOH)水溶液が用いられている。なお、好ましくは、電解液17には、低濃度(例えば5〜30%濃度)の水酸化カリウム水溶液を用いる方がよく、さらに好ましくは5〜15%濃度の水酸化カリウム水溶液を用いるのがよい。
また、図2に示されるように、負電極13、複数の電極板141および142は、電解槽10内の電解液17中に浸漬されている。
図1に示されるように、電解槽10には正電圧が印加され、負電極13には負電圧が印加され、電解槽10、複数の電極板141、142および負電極13の間で、電解液17が電気分解され、水素、酸素およびカリウムを含む混合燃焼ガスGを発生する。この混合燃焼ガスGは、電解液17である水酸化カリウム水溶液よりも比重は軽いため、電解液17内を泡となって上昇し、電解槽10内の上部に溜められる。
As shown in FIG. 2, an electrolytic solution 17 is stored in the electrolytic cell 10. The water level of the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10 is managed by the water level meter 20 shown in FIG. As the electrolytic solution 17, for example, a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution is used. Preferably, a low concentration (for example, 5 to 30% concentration) aqueous potassium hydroxide solution is used for the electrolytic solution 17, and a 5 to 15% concentration potassium hydroxide aqueous solution is more preferably used. .
Further, as shown in FIG. 2, the negative electrode 13 and the plurality of electrode plates 141 and 142 are immersed in the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10.
As shown in FIG. 1, a positive voltage is applied to the electrolytic cell 10, a negative voltage is applied to the negative electrode 13, and electrolysis is performed between the electrolytic cell 10, the plurality of electrode plates 141 and 142, and the negative electrode 13. The liquid 17 is electrolyzed to generate a mixed combustion gas G containing hydrogen, oxygen and potassium. The mixed combustion gas G has a specific gravity lighter than that of the potassium hydroxide aqueous solution that is the electrolytic solution 17, and thus rises in the electrolytic solution 17 as bubbles and is stored in the upper part of the electrolytic cell 10.

図2に示されるように、電解槽10の上面には、混合燃焼ガスGを送出する送出口18と、電解液17を電解槽10の内部へ供給するための供給口19とが、設けられている。また、電解槽10の下面には、電解液17を排出するための排出口110が設けられている。
図1に示されるように、電解槽10の上部に溜められる混合燃焼ガスGは、送出口18および連結パイプP1a〜P1dを通って燃焼ガス蓄積タンク30に蓄積される。連結パイプP1a〜P1dは、各電解槽10の上面と燃焼ガス蓄積タンク30との間を接続するのに用いられている。
また、燃焼ガス蓄積タンク30内に蓄積される混合燃焼ガスGは、連結パイプP2a〜P2cを介して、燃焼ガス供給パイプ40へ送出される。
As shown in FIG. 2, the upper surface of the electrolytic cell 10 is provided with a delivery port 18 for sending the mixed combustion gas G and a supply port 19 for supplying the electrolytic solution 17 to the inside of the electrolytic cell 10. ing. A discharge port 110 for discharging the electrolytic solution 17 is provided on the lower surface of the electrolytic cell 10.
As shown in FIG. 1, the mixed combustion gas G stored in the upper part of the electrolytic cell 10 is accumulated in the combustion gas accumulation tank 30 through the outlet 18 and the connection pipes P1a to P1d. The connection pipes P <b> 1 a to P <b> 1 d are used to connect between the upper surface of each electrolytic cell 10 and the combustion gas accumulation tank 30.
Further, the mixed combustion gas G accumulated in the combustion gas accumulation tank 30 is sent to the combustion gas supply pipe 40 via the connection pipes P2a to P2c.

図1および図2に示されるように、排出口110から排出される電解液17は、連結パイプP3a〜P3dを介して、電解液収集タンク50に流入される。連結パイプP3a〜P3dは、各電解槽10の各排出口110と電解液収集タンク50との間を接続するのに用いられている。
電解液収集タンク50に収集された電解液17は、連結パイプP4を通って循環ポンプ60に流入される。循環パイプ60により、電解液17は、連結パイプP5、フィルタ70および連結パイプP6を介して、電解液蓄積タンク80に流入される。なお、電解液17に含まれる不純物は、フィルタ70により取り除かれる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electrolytic solution 17 discharged from the discharge port 110 flows into the electrolytic solution collection tank 50 through the connection pipes P3a to P3d. The connecting pipes P <b> 3 a to P <b> 3 d are used to connect between the discharge ports 110 of the electrolytic cells 10 and the electrolytic solution collection tank 50.
The electrolytic solution 17 collected in the electrolytic solution collection tank 50 flows into the circulation pump 60 through the connection pipe P4. Through the circulation pipe 60, the electrolytic solution 17 flows into the electrolytic solution storage tank 80 via the connection pipe P5, the filter 70, and the connection pipe P6. The impurities contained in the electrolytic solution 17 are removed by the filter 70.

図1に示されるように、電解液蓄積タンク80に蓄積された電解液17は、循環ポンプ60の動力により、連結パイプP7、冷却タンク90、連結パイプP8および各電解槽10の各供給口18を介して、各電解槽10内部に流入される。なお、連結パイプP8は各電解槽10の上面の各供給口19に接続されるが、図面作成の便宜上、図1では側面側に接続されるように表している。
冷却タンク90内には、金属管で構成されたヒートパイプ(不図示)が張り巡らされている。ヒートパイプの両端には、連結パイプP9、P10が連結されている。
冷媒としての冷却水が連結パイプP11から流入され、冷却水は冷却水用ポンプ100の動力により連結パイプP9および連結パイプP10間に設けられたヒートパイプ内で循環されている。冷却タンク90内では、電解液蓄積タンク80から流入される電解液17の熱が、ヒートパイプを介して放出・排出されている。連結パイプP10からは、熱を吸収した冷却水が温水となって流出されている。なお、電解液17が約43℃±5℃前後に保たれて電解槽10の供給口19に流入されるように、冷却水の温度や循環ポンプ100の動力が調整されている。
As shown in FIG. 1, the electrolytic solution 17 accumulated in the electrolytic solution accumulation tank 80 is connected to the connection pipe P <b> 7, the cooling tank 90, the connection pipe P <b> 8, and each supply port 18 of each electrolytic cell 10 by the power of the circulation pump 60. Through each of the electrolytic cells 10. The connection pipe P8 is connected to each supply port 19 on the upper surface of each electrolytic cell 10, but for convenience of drawing, it is shown as being connected to the side surface in FIG.
In the cooling tank 90, a heat pipe (not shown) made of a metal pipe is stretched. Connection pipes P9 and P10 are connected to both ends of the heat pipe.
Cooling water as a refrigerant is introduced from the connection pipe P11, and the cooling water is circulated in a heat pipe provided between the connection pipe P9 and the connection pipe P10 by the power of the cooling water pump 100. In the cooling tank 90, the heat of the electrolytic solution 17 flowing from the electrolytic solution storage tank 80 is discharged and discharged through a heat pipe. From the connection pipe P10, the cooling water that has absorbed heat flows out as warm water. The temperature of the cooling water and the power of the circulation pump 100 are adjusted so that the electrolytic solution 17 is maintained at about 43 ° C. ± 5 ° C. and flows into the supply port 19 of the electrolytic cell 10.

次に、本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置の動作説明を図に基づいて、説明する。
図1に示されるように、電解液17が、循環ポンプ60の動力により、フィルタ70、電解液蓄積タンク80、冷却タンク90、4つの電解槽10、電解液収集タンク50およびこれらを連結する連結パイプP3a〜P3d、P4〜P8間で、循環されている。
このとき、冷却タンク90内に張り巡らせられ、金属管で形成されたヒートポンプ(不図示)の中には、冷却水用ポンプ100により冷却水が流入され、冷却タンク90内で電解液17が約43℃±5℃前後にまで冷却されている。
図1に示されるように、電解槽10内の電解液17の水位は、水位計20により一定に保たれている。
Next, the operation of the combustion gas generator according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the electrolytic solution 17 is filtered by the power of the circulation pump 60, the filter 70, the electrolytic solution storage tank 80, the cooling tank 90, the four electrolytic cells 10, the electrolytic solution collection tank 50, and the connection connecting them It is circulated between the pipes P3a to P3d and P4 to P8.
At this time, cooling water flows into the heat pump (not shown) that is stretched in the cooling tank 90 and is formed of a metal pipe by the cooling water pump 100, and the electrolytic solution 17 is about 30% in the cooling tank 90. It is cooled to around 43 ° C. ± 5 ° C.
As shown in FIG. 1, the water level of the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10 is kept constant by a water level meter 20.

また、図1に示されるように、各電解槽10には正電圧が印加され、各負電極13には負電圧が印加される。
次に、図2に示されるように、電解槽10、複数の電極板141、142および負電極13の間で、電解液17が電気分解され、水素、酸素およびカリウムを含む混合燃焼ガスGを発生する。混合燃焼ガスGは、電解液17内を泡となって上昇し、各電解槽10内の上部に溜められる。
そして、図1に示されるように、各電解槽10の上部に溜められる混合燃焼ガスGは、各送出口18および連結パイプP1a〜P1dを通って燃焼ガス蓄積タンク30に蓄積された後、連結パイプP2a〜P2cを介して、混合ガス供給パイプ40へ送出される。
Further, as shown in FIG. 1, a positive voltage is applied to each electrolytic cell 10, and a negative voltage is applied to each negative electrode 13.
Next, as shown in FIG. 2, the electrolytic solution 17 is electrolyzed between the electrolytic cell 10, the plurality of electrode plates 141 and 142, and the negative electrode 13, and the mixed combustion gas G containing hydrogen, oxygen, and potassium is produced. appear. The mixed combustion gas G rises in the form of bubbles in the electrolytic solution 17 and is stored in the upper part of each electrolytic cell 10.
As shown in FIG. 1, the mixed combustion gas G stored in the upper part of each electrolytic cell 10 is accumulated in the combustion gas accumulation tank 30 through the outlets 18 and the connection pipes P1a to P1d, and then connected. It is sent to the mixed gas supply pipe 40 through the pipes P2a to P2c.

ここで、一般に、電解槽10内の中心軸に設けられた負電極13側と、電解槽10の内壁側とでは、電解液17の温度が異なる。すなわち、電解槽10内の中心軸に設けられた負電極13側では、電解槽10の内壁側と比較して、電解液17の温度が著しく上昇する傾向にある。これは、電解槽10内の負電極13側では、電解槽10の内壁側と比較して、電極板141および142が密集して配置されており、電解液17の流れが悪くなっていることによるものと考えられている。電解液17が負電極13付近で流れることなく止まってしまうと、負電極13付近の温度が上昇し、電解液17の温度が70℃以上になると負電極13や負電極13付近の複数の電極板141、142が腐食してしまう傾向がある。   Here, in general, the temperature of the electrolytic solution 17 is different between the negative electrode 13 provided on the central axis in the electrolytic cell 10 and the inner wall side of the electrolytic cell 10. That is, on the side of the negative electrode 13 provided on the central axis in the electrolytic cell 10, the temperature of the electrolytic solution 17 tends to increase significantly compared to the inner wall side of the electrolytic cell 10. This is because the electrode plates 141 and 142 are densely arranged on the negative electrode 13 side in the electrolytic cell 10 compared to the inner wall side of the electrolytic cell 10, and the flow of the electrolytic solution 17 is deteriorated. It is considered that. If the electrolytic solution 17 stops without flowing near the negative electrode 13, the temperature near the negative electrode 13 rises, and when the temperature of the electrolytic solution 17 reaches 70 ° C. or more, the negative electrode 13 and a plurality of electrodes near the negative electrode 13 The plates 141 and 142 tend to corrode.

これに対し、本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置1では、負電極13を磁性材により形成することにより、負電極13に磁性を持たせた。負電極13に磁性を持たせたとき、負電極13、複数の電極板141、142および電解槽10間に流れる電流の電流速度を高速化し、電解槽10内の電解液17に対流を生じさせる作用を発揮する。
この作用が発揮されることにより、電解槽10内の電解液17が電解槽10内で対流し、電解槽10内の電解液17の温度が均一化され、電気分解の速度を速めることができ、効率よく混合燃焼ガスGを発生することができる。また、負電極13や複数の電極板141、142の腐食を防止することができる。
On the other hand, in the combustion gas generator 1 according to the embodiment of the present invention, the negative electrode 13 is made of a magnetic material, so that the negative electrode 13 has magnetism. When the negative electrode 13 is magnetized, the current speed of the current flowing between the negative electrode 13, the plurality of electrode plates 141, 142 and the electrolytic cell 10 is increased, and convection is generated in the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10. Demonstrate the effect.
By exhibiting this action, the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10 is convected in the electrolytic cell 10, the temperature of the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10 is made uniform, and the rate of electrolysis can be increased. The mixed combustion gas G can be generated efficiently. Further, corrosion of the negative electrode 13 and the plurality of electrode plates 141 and 142 can be prevented.

発明者は負電極13に磁性を持たせたことによる作用を、次に示す実験により確認した。
図5は、電解液を10%濃度の水酸化カリウム(KOH)水溶液としたときの混合燃焼ガスの発生量等を測定した実験データを示す図であって、図5(a)は負電極に磁性を持たせない場合の実験データを示す図であり、図5(b)は負電極に磁性を持たせた場合の実験データを示す図である。
また、図6は、図5で示された実験データをグラフ化した図であり、電解液を10%濃度の水酸化カリウム水溶液としたときの混合燃焼ガスの発生量等を測定した実験データのグラフを示す図であって、図6(a)は負電極に磁性を持たせない場合の実験データのグラフを示す図であり、図6(b)は負電極に磁性を持たせた場合の実験データのグラフを示す図である。
The inventor confirmed the effect of having magnetism in the negative electrode 13 by the following experiment.
FIG. 5 is a diagram showing experimental data obtained by measuring the amount of mixed combustion gas generated when the electrolytic solution is a 10% concentration potassium hydroxide (KOH) aqueous solution. FIG. FIG. 5B is a diagram showing experimental data when magnetism is not given, and FIG. 5B is a diagram showing experimental data when magnetism is given to the negative electrode.
FIG. 6 is a graph of the experimental data shown in FIG. 5, and shows experimental data obtained by measuring the amount of mixed combustion gas generated when the electrolytic solution is a 10% potassium hydroxide aqueous solution. FIG. 6A is a graph showing experimental data when the negative electrode is not magnetized, and FIG. 6B is a graph when the negative electrode is magnetized. It is a figure which shows the graph of experimental data.

まず、実験装置について説明する。
電極には2枚の電極板を用いた。正電極には約20cm四方のステンレス合金(SUS304)の平板を用いた。負電極には、磁性を持たせない場合は約20cm四方のニッケル(Ni)の平板を用い、磁性を持たせる場合は約20cm四方の約6000ガウスの磁性材料にステンレス合金(SUS304)のメッキを施した平板を用いた。
また、電解液には、10%濃度の水酸化カリウム(KOH)水溶液を用いた。
このような実験装置を、常温常圧の環境下で密閉状態にし、正電極および負電極を電解液中に浸漬した状態で、両電極に12Vの電圧を印加した。
このような実験を行った結果、図5に示されるような実験データが得られた。この実験データをグラフにすると、図6のように表される。
First, the experimental apparatus will be described.
Two electrode plates were used for the electrodes. As the positive electrode, a flat plate made of stainless steel (SUS304) about 20 cm square was used. For the negative electrode, a nickel (Ni) flat plate of about 20 cm square is used if it is not magnetized, and a stainless alloy (SUS304) is plated on a magnetic material of about 6000 gauss about 20 cm square if it is magnetized. The applied flat plate was used.
Moreover, 10% concentration potassium hydroxide (KOH) aqueous solution was used for the electrolytic solution.
Such an experimental apparatus was hermetically sealed under an environment of normal temperature and pressure, and a voltage of 12 V was applied to both electrodes while the positive electrode and the negative electrode were immersed in the electrolyte.
As a result of such an experiment, experimental data as shown in FIG. 5 was obtained. When this experimental data is graphed, it is expressed as shown in FIG.

図6(a)および(b)に示されるように、負電極に磁性を持たせるか否かに係らず、時間経過に従って、水素濃度、酸素濃度および温度が上昇している。
図6(a)および(b)に示されるように、負電極に磁性を持たせた場合の方が、磁性を持たせない場合と比較して、水素濃度および酸素濃度が高くなっている。
一方、温度については、図6(a)および(b)に示されるように、負電極に磁性を持たせた場合の方が、磁性を持たせない場合と比較して、温度上昇が低減されている。
このように、負電極に磁性を持たせた結果、混合燃焼ガスに含まれる酸素および水素の濃度を高めることができ、電解液の温度上昇を低減できた。
この結果を本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置1に適用すると、負電極13を磁性材により形成することにより、電解槽10内の電解液17が電解槽10内で対流し、電解槽10内の電解液17の温度が均一化され、電気分解の速度を速めることができ、効率よく混合燃焼ガスGを発生させることができることがわかる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the hydrogen concentration, the oxygen concentration, and the temperature increase with time regardless of whether or not the negative electrode is magnetized.
As shown in FIGS. 6A and 6B, the hydrogen concentration and the oxygen concentration are higher when the negative electrode is magnetized than when the magnetism is not magnetized.
On the other hand, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the temperature rise is reduced when the negative electrode is magnetized compared to when the magnet is not magnetized. ing.
As described above, as a result of magnetizing the negative electrode, the concentration of oxygen and hydrogen contained in the mixed combustion gas can be increased, and the temperature rise of the electrolytic solution can be reduced.
When this result is applied to the combustion gas generator 1 according to the embodiment of the present invention, the negative electrode 13 is formed of a magnetic material, so that the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10 is convected in the electrolytic cell 10 and electrolysis is performed. It can be seen that the temperature of the electrolyte solution 17 in the tank 10 is made uniform, the rate of electrolysis can be increased, and the mixed combustion gas G can be generated efficiently.

以上のように、本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置1によれば、電解槽10内の電解液17の温度を均一化し、電解液17の電気分解の速度を速め、効率よく燃焼ガスを発生できる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、上記発明の実施の形態の各要素を本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することができる。
As described above, according to the combustion gas generator 1 according to the embodiment of the present invention, the temperature of the electrolytic solution 17 in the electrolytic cell 10 is made uniform, the electrolysis speed of the electrolytic solution 17 is increased, and the combustion is efficiently performed. Can generate gas.
The present invention is not limited to the above embodiment. Moreover, those skilled in the art can easily change, add, and convert each element of the embodiment of the present invention within the scope of the present invention.

本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置の全体構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the whole combustion gas generating device composition concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る燃焼ガス発生装置の電解槽の内部構成を示す模式図であって、図2(a)は電解槽の中心軸を含む面における断面図であり、図2(b)は図2(a)のA−A切断線の断面図である。FIG. 2A is a schematic diagram showing the internal configuration of the electrolytic cell of the combustion gas generator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a cross-sectional view in a plane including the central axis of the electrolytic cell, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. ガイドプレートの構成を示す図であって、図3(a)は平面図であり、図3(b)はB−B切断線の断面図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a configuration of a guide plate, in which FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB. センタープレートの構成を示す図であって、図4(a)は平面図であり、図4(b)はC−C切断線の断面図である。It is a figure which shows the structure of a center plate, Comprising: Fig.4 (a) is a top view, FIG.4 (b) is sectional drawing of CC cutting | disconnection line. 電解液を10%濃度の水酸化カリウム(KOH)水溶液としたときの混合燃焼ガスの発生量等を測定した実験データを示す図であって、図5(a)は負電極に磁性を持たせない場合の実験データを示す図であり、図5(b)は負電極に磁性を持たせた場合の実験データを示す図である。FIG. 5A is a diagram showing experimental data obtained by measuring the amount of mixed combustion gas generated when the electrolytic solution is a 10% strength potassium hydroxide (KOH) aqueous solution, and FIG. FIG. 5B is a diagram showing experimental data when the negative electrode is magnetized. FIG. 図5で示された実験データをグラフ化した図であり、電解液を10%濃度の水酸化カリウム水溶液としたときの混合燃焼ガスの発生量等を測定した実験データのグラフを示す図であって、図6(a)は負電極に磁性を持たせない場合の実験データのグラフを示す図であり、図6(b)は負電極に磁性を持たせた場合の実験データのグラフを示す図である。FIG. 6 is a graph of the experimental data shown in FIG. 5, showing a graph of experimental data obtained by measuring the amount of mixed combustion gas generated when the electrolytic solution is a 10% aqueous potassium hydroxide solution. 6A is a graph showing experimental data when the negative electrode is not magnetized, and FIG. 6B is a graph showing experimental data when the negative electrode is magnetized. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 電解槽
11 金属円筒
12a、12b 金属蓋
13 負電極
14、141、142 複数の電極板
15a、15b ガイドプレート
16 センタープレート
18 送出口
19 供給口
110 排出口
20 水位計
30 燃焼ガス蓄積タンク
40 燃焼ガス供給パイプ
50 電解液収集タンク
60 循環ポンプ
70 フィルタ
80 電解液蓄積タンク
90 冷却タンク
100 冷却水用ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrolysis tank 11 Metal cylinder 12a, 12b Metal lid 13 Negative electrode 14, 141, 142 Several electrode plates 15a, 15b Guide plate 16 Center plate 18 Outlet 19 Supply port 110 Outlet 20 Water level meter 30 Combustion gas accumulation tank 40 Combustion Gas supply pipe 50 Electrolyte collection tank 60 Circulation pump 70 Filter 80 Electrolyte accumulation tank 90 Cooling tank 100 Pump for cooling water

また、複数の電極板は、電解槽の中心軸を含む面により、等分に分断されてもよい。 Further, a plurality of electrode plates, the plane including the central axis of the electrolytic cell may be divided into multi equally.

Claims (12)

電解液が蓄留された電解槽と、上記電解槽内の上記電解液に浸漬された負電極とを備え、上記電解液を電気分解することにより、燃焼ガスを発生する燃焼ガス発生装置であって、
上記負電極は、磁性材により形成されたことを特徴とする燃焼ガス発生装置。
A combustion gas generator comprising an electrolytic cell in which an electrolytic solution is stored and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic cell, and generates combustion gas by electrolyzing the electrolytic solution. And
The combustion gas generator according to claim 1, wherein the negative electrode is made of a magnetic material.
電解液が蓄留される電解槽と、上記電解槽内の上記電解液に浸漬された負電極とを備え、上記電解槽に正電圧を印加し、上記負電極に負電圧を印加し、上記電解槽と上記負電極との間で上記電解液を電気分解することにより、燃焼ガスを発生する燃焼ガス発生装置であって、
上記負電極は、磁性材により形成されたことを特徴とする燃焼ガス発生装置。
An electrolytic cell in which the electrolytic solution is stored; and a negative electrode immersed in the electrolytic solution in the electrolytic cell; a positive voltage is applied to the electrolytic cell; a negative voltage is applied to the negative electrode; A combustion gas generator that generates combustion gas by electrolyzing the electrolytic solution between an electrolytic cell and the negative electrode,
The combustion gas generator according to claim 1, wherein the negative electrode is made of a magnetic material.
電解液が蓄留された円筒状の電解槽と、上記電解槽の中心軸に配置され、上記電解槽の上記電解液に浸漬された柱状の負電極と、上記電解槽内の中心軸を中心に同心円状に配列され、上記電解槽の上記電解液に浸漬された複数の電極板とを備え、上記電解槽に正電圧を印加し、上記負電極に負電圧を印加し、上記電解槽、上記複数の電極板および上記負電極の間で上記電解液を電気分解することにより、燃焼ガスを発生する燃焼ガス発生装置であって、
上記負電極は、磁性材により形成されたことを特徴とする燃焼ガス発生装置。
A cylindrical electrolytic cell in which the electrolytic solution is stored, a columnar negative electrode disposed in the central axis of the electrolytic cell and immersed in the electrolytic solution of the electrolytic cell, and a central axis in the electrolytic cell A plurality of electrode plates arranged concentrically and immersed in the electrolytic solution of the electrolytic cell, applying a positive voltage to the electrolytic cell, applying a negative voltage to the negative electrode, A combustion gas generator that generates combustion gas by electrolyzing the electrolyte solution between the plurality of electrode plates and the negative electrode,
The combustion gas generator according to claim 1, wherein the negative electrode is made of a magnetic material.
上記複数の電極板は、等間隔に配列されたことを特徴とする請求項3に記載の燃焼ガス発生装置。   The combustion gas generator according to claim 3, wherein the plurality of electrode plates are arranged at equal intervals. 上記複数の電極板は、上記電解槽の中心軸を含む面により、分断されたことを特徴とする請求項3に記載の燃焼ガス発生装置。   The combustion gas generator according to claim 3, wherein the plurality of electrode plates are divided by a surface including a central axis of the electrolytic cell. 上記複数の電極板は、上記電解槽の中心軸を含む面により、2等分に分断されたことを特徴とする請求項3に記載の燃焼ガス発生装置。   The combustion gas generator according to claim 3, wherein the plurality of electrode plates are divided into two equal parts by a surface including a central axis of the electrolytic cell. 上記複数の電極板は、上記電解槽の中心軸を含む面により、4等分に分断されたことを特徴とする請求項3に記載の燃焼ガス発生装置。   The combustion gas generator according to claim 3, wherein the plurality of electrode plates are divided into four equal parts by a surface including a central axis of the electrolytic cell. 上記複数の電極板をステンレス合金により形成したことを特徴とする請求項3に記載の燃焼ガス発生装置。   4. The combustion gas generator according to claim 3, wherein the plurality of electrode plates are formed of a stainless alloy. 上記電解液は、水酸化カリウム水溶液であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の燃焼ガス発生装置。   The combustion gas generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the electrolytic solution is an aqueous potassium hydroxide solution. 上記電解槽に上記電解液を供給する供給口と、上記電解槽内の上記電解液を排出する排出口とを備え、上記排出口から排出される上記電解液が上記供給口まで循環される循環経路を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の燃焼ガス発生装置。   A circulation port comprising a supply port for supplying the electrolytic solution to the electrolytic cell and a discharge port for discharging the electrolytic solution in the electrolytic cell, and the electrolytic solution discharged from the discharge port is circulated to the supply port The combustion gas generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising a path. 上記電解液の循環経路中に、上記電解液を冷却する手段を備えたことを特徴とする請求項10に記載の燃焼ガス発生装置。   The combustion gas generator according to claim 10, further comprising means for cooling the electrolyte solution in a circulation path of the electrolyte solution. 上記冷却手段は、上記電解液の液体温度を約38℃から約48℃の間に冷却する請求項11に記載の燃焼ガス発生装置。   The combustion gas generator according to claim 11, wherein the cooling means cools the liquid temperature of the electrolyte between about 38 ° C and about 48 ° C.
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