JP2009014625A

JP2009014625A - 熱エネルギー発生装置およびそれを用いて熱エネルギーの発生を制御する方法

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Publication number: JP2009014625A
Application number: JP2007178917A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Arata; 吉明荒田
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Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2009-01-22

Abstract

【課題】重水素の核融合反応の制御を容易に行うことを可能にするとともに、重水素ガスをリサイクルすることを容易にする実用的な熱エネルギー発生装置を提供すること。
【解決手段】熱エネルギー発生装置１は、Ｐｄ容器２の内部にある空間４およびＰｄ容器２とステンレス容器３との間にある空間５を高真空状態にする手段と、重水素ガスを空間５に供給する手段と、空間５に供給された重水素ガスが空間５から空間４に向ってＰｄ容器の壁を通過するように、空間５内の重水素ガスの温度を制御する手段と、空間５内の重水素ガスを熱エネルギー発生装置１の外部に排出することにより、空間４内に残留した重水素ガスが空間４から空間５に向かってＰｄ容器２の壁を通過するようにし、これにより、空間４内に残留した重水素ガスを熱エネルギー発生装置１の外部に排出することを可能にする手段とをさらに備えている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、重水素の核融合反応の制御を容易に行うことを可能にするとともに、重水素ガスをリサイクルすることを容易にする実用的な熱エネルギー発生装置およびそれを用いた熱エネルギーの発生を制御する方法に関する。

電気分解を利用して超高圧の重水素ガスを生成する方法が知られている（例えば、本願発明者による特許文献１を参照）。この方法は、「超高温核融合」と「常温核融合」の開拓者として本願発明者を紹介した米国科学技術誌”２１^ｓｔＣＥＮＴＵＲＹＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ”（１９９５）においても紹介されている。この方法に用いる重水素ジュネレータの構造は、本願発明者によって後に”ＤＳ−カソード”（”ＤｏｕｂｌｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣａｔｈｏｄ”）と命名される熱エネルギー発生装置の構造と実質的に同等であり、本願発明者の長年にわたる熱核反応に関する研究の源流となっている。

本願発明者によって開発されたＤＳ−カソードは、固体内核融合（常温核融合）が存在することを立証したものとして世界的に有名である。現在では、固体内核融合（常温核融合）の研究者でこれを知らない者はいないほどである。例えば、本願発明者による特許文献２には、ＤＳ−カソードを用いて固体内核融合（常温核融合）を生じさせることにより、熱エネルギーを発生させる方法が開示されている。
米国特許第５，６４７，９７０号国際公開第９５／３５５７４号図５は、ＤＳ−カソードと同等の構造を有するＤＳ−セル（ＤＳ−Ｃｅｌｌ）１００の構造を示す。

ＤＳ−セル１００は、電解槽１０１と、電解槽１０１の内側に配置された円筒状の白金電極１０２と、白金電極１０２の内側に配置されたパラジウムＰｄの金属容器１０３とを含む。電解槽１０１には、電解質としてＬｉＯＨを含む重水（Ｄ_２Ｏ）溶液が注入されている。金属容器１０３の内部には、空間１０４が形成されている。この空間１０４には、Ｐｄブラックと呼ばれるパラジウムＰｄの超微粒粉末がサンプルとして封入されている。金属容器１０３は、その空間１０４において発生したガスを外部に取り出すことができるように構成されている。

白金電極１０２をアノード、金属容器１０３をカソードとしてＤＳ−セル１００に電界が与えられると、電解槽１０１内の電解質としてＬｉＯＨを含む重水（Ｄ_２Ｏ）溶液が電気分解されて、重水素イオンＤ^＋が発生する。重水素イオンＤ^＋は、パラジウムＰｄの金属容器１０３を通過し、金属容器１０３を通過した重水素イオンＤ^＋は重水素原子Ｄとして金属容器１０３内に導入される。その結果、電気分解が進むにつれて、金属容器１０３は、重水素原子Ｄと重水素ガスＤ_２とが混在したガスで満たされる。その結果、電気分解が進むにつれて、金属容器１０３内の圧力は、金属容器１０３において発生する重水素ガスＤ_２によって数千気圧から数万気圧に達することになる。このような高圧下で、重水素原子Ｄは、パラジウムＰｄの超微粒粉末に吸収される。このような重水素原子Ｄの吸収は、パラジウムＰｄの超微粒粉末の結晶格子の無数のＯｃｔａｈｅｄｒｏｎ（八面体）の”電子箱”の中に重水素原子Ｄが２〜４個凝集されることによって起こる。このように、パラジウムＰｄの超微粒粉末内に重水素原子Ｄが凝集された構造体は、本願発明者によって”重水素凝結体”（”Ｐｙｃｎｏｄｅｕｔｅｒｉｕｍ”）と命名されていたが、最近”ＣｌｕｍｐｙＳｏｌｉｄＤｅｕｔｅｒｏｎ”（Ｓｉｍｐｌｙ；”ＳｏｌｉｄＤｅｕｔｅｒｏｎ”）と改名されている。これは、数億気圧の重水素ガスに相当する高密度固体状態になっている。

この重水素凝結体において、複数の重水素原子Ｄが核融合反応することにより、熱エネルギーに加えてヘリウムガスが発生する。その反応式を以下に示す。

^２Ｄ＋^２Ｄ＝^４Ｈｅ＋格子エネルギー（２３．８ＭｅＶ）
この核融合反応は、中性子を生じることなく穏やかに進行するため、重水素原子の超過激な衝突によりトリチウムＴと中性子とが生成される周知の超高温状態でのＤＤ熱核融合反応に比べて、産業上利用および環境保全の観点からきわめて望ましい。

しかしながら、上述した従来の方法では、１００Ｗの入力エネルギーに対して１１０Ｗ程度の出力エネルギーしか得ることができず、熱エネルギーの発生効率が悪いため、実用的でないという問題点があった。

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、重水素の核融合反応の制御を容易に行うことを可能にするとともに、重水素ガスをリサイクルすることを容易にする実用的な熱エネルギー発生装置およびそれを用いた熱エネルギーの発生を制御する方法を提供することを目的とする。

本発明の熱エネルギー発生装置は、熱エネルギーを発生させる熱エネルギー発生装置であって、重水素透過性を有する壁を含む第１の容器と、前記第１の容器を取り囲むように第１の容器の外側に配置された第２の容器とを備え、前記第１の容器の内部には、第１の空間が形成されており、前記第１の容器と前記第２の容器との間には、第２の空間が形成されており、前記第１の空間には、重水素吸収性を有する物質が封入されており、前記熱エネルギー発生装置は、前記第１の空間および前記第２の空間を高真空状態にする手段と、重水素ガスを前記第２の空間に供給する手段と、前記第２の空間に供給された前記重水素ガスが前記第２の空間から前記第１の空間に向って前記第１の容器の壁を通過するように、前記第２の空間内の前記重水素ガスの温度を制御する手段と、前記第２の空間内の重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスが前記第１の空間から前記第２の空間に向かって前記第１の容器の壁を通過するようにし、これにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することを可能にする手段とをさらに備えており、これにより、上記目的が達成される。

前記第１の容器の壁は、パラジウム製であり、前記第２の容器は、ステンレス製であってもよい。

本発明の方法は、熱エネルギー発生装置を用いて、熱エネルギーの発生を制御する方法であって、前記熱エネルギー発生装置は、重水素透過性を有する壁を含む第１の容器と、前記第１の容器を取り囲むように第１の容器の外側に配置された第２の容器とを含み、前記第１の容器の内部には、第１の空間が形成されており、前記第１の容器と前記第２の容器との間には、第２の空間が形成されており、前記第１の空間には、重水素吸収性を有する物質が封入されており、前記方法は、前記第１の空間および前記第２の空間を高真空状態にするステップと、重水素ガスを前記第２の空間に供給するステップと、前記第２の空間に供給された前記重水素ガスが前記第２の空間から前記第１の空間に向って前記第１の容器の壁を通過するように、前記第２の空間内の前記重水素ガスの温度を制御するステップと、前記第２の空間内の重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスが前記第１の空間から前記第２の空間に向かって前記第１の容器の壁を通過するようにし、これにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することを可能にするステップとを包含し、これにより、上記目的が達成される。

本発明によれば、重水素の核融合反応の制御を容易に行うことを可能にするとともに、重水素ガスをリサイクルすることを容易にする実用的な熱エネルギー発生装置およびそれを用いた熱エネルギーの発生を制御する方法を提供することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

図１Ａは、本発明による熱エネルギー発生装置１の構造を示す。熱エネルギー発生装置１は、「固体核融合炉」として確実に反応している「実体」を現実に示すために新しく開発されたものである。熱エネルギー発生装置１は、”実用的な”ＤＳ−反応炉（ＤＳ−Ｒｅａｃｔｏｒ）である。

熱エネルギー発生装置１は、パラジウム製の壁を有する容器２（以下、「Ｐｄ容器２」という）と、Ｐｄ容器２を取り囲むようにＰｄ容器２の外側に配置されたステンレス製の容器３（以下、「ステンレス容器３」という）とを含む。Ｐｄ容器２は、例えば、シリンダー状に形成されている。

なお、容器２の壁の材料として、パラジウム以外の重水素透過性を有する物質を用いてもよい。容器３の材料として、ステンレス以外の物質を用いてもよい。

Ｐｄ容器２の内部には、空間４が形成されている。空間４には、ＺｒＯ_２・Ｐｄの超微粒粉末（ナノ粒子、ナノパウダーとも呼ばれる）がサンプルとして封入されている。なお、サンプルとして、ＺｒＯ_２・Ｐｄの超微粒粉末以外の重水素吸収性を有する物質を用いてもよい。

熱エネルギー発生装置１は、空間４において発生したガスを開閉弁６を介して熱エネルギー発生装置１の外部に取り出すことができるように構成されている。ここで、開閉弁６が閉状態である場合には、空間４は、閉空間である。空間４は、Ｐｄ容器２によって完全に囲まれているからである。すなわち、空間４に対する物質の出入りは、Ｐｄ容器２の壁を通して行われる物質の出入りに限定される。

Ｐｄ容器２とステンレス容器３との間には、空間５が形成されている。熱エネルギー発生装置１は、熱エネルギー発生装置１の外部から開閉弁７を介して空間５に重水素ガスＤ_２を供給することができるとともに、空間５における重水素ガスＤ_２を開閉弁７を介して熱エネルギー発生装置１の外部に排出することができるように構成されている。

ここで、容器２の材料として用いられる重水素透過性を有する物質とサンプルとして用いられる重水素吸収性を有する物質とは、必ずしも同じ物質である必要はない。これらの物質は、互いに異なる物質であってもよい。

ここで、「超微粒粉末」とは、その粉末の直径が数１００オングストローム以下である粉末をいう。例えば、”Ｐｄブラック”と呼ばれるパラジウムの粉末や、”ナノＰｄ”と呼ばれるパラジウムの粉末は、パラジウムの「超微粒粉末」の一例である。

”Ｐｄブラック”は、１５０オングストローム〜４００オングストロームの直径を有しており、少なくともその粉末の表面において２次元的に重水素吸収性を有している。パラジウムの粉末のうちこのような微細な直径を有する粉末は、肉眼で観察すると「黒く」見えることから、”Ｐｄブラック”と呼ばれているのである。

”ナノＰｄ”は、”Ｐｄブラック”よりもさらに微細なパラジウムの粉末である。”ナノＰｄ”には、１５０オングストロームより小さい直径を有する”孤立タイプ”のナノＰｄと、５０オングストロームより小さい直径を有する”埋め込みタイプ”のナノＰｄとが存在する。いずれのタイプのナノＰｄも、その粉末の全体において３次元的に重水素吸収性を有している。

熱エネルギー発生装置１は、空間５における重水素ガスＤ_２の温度を制御するための手段としてのヒーター８をさらに含む。図１Ａに示される例では、ヒーター８は、ステンレス容器３の周囲にコイル状に設けられており、ステンレス容器３の温度を制御することによって空間５内の重水素ガスＤ_２の温度を制御するように構成されている。

図１Ｂは、図１Ａに示されるＰｄ容器２の代替的な構造を示す。図１Ｂに示すように、Ｐｄ容器２の壁の一部をステンレス製とすることも可能である。この場合も、Ｐｄ容器２がパラジウム製の壁を有していることに変わりはない。

図２は、熱エネルギー発生装置１を用いて、熱エネルギーの発生を制御する方法の手順を示す。ここで、Ｐｄ容器２の内部の空間４には、重水素吸収性を有する物質（例えば、ＺｒＯ_２・Ｐｄの超微粒子粉末）がサンプルとして封入されているものとする。

ステップ１：Ｐｄ容器２の内部の空間４およびＰｄ容器２とステンレス容器３との間の空間５を長時間（例えば、１０時間）にわたって完全に排気することにより、高真空状態にする。ここで、高真空状態とは、実質的に真空である状態（例えば、１０^−８Ｔｏｒｒ）をいう。空間４および空間５の両方を高真空状態にすることが、熱エネルギー発生装置１の初期状態である。空間４を高真空状態にすることは、例えば、空間４を開閉弁６を介して真空タンクに接続することによって達成される。空間５を高真空状態にすることは、例えば、空間５を開閉弁７を介して真空タンクに接続することによって達成される。

ステップ２：Ｐｄ容器２とステンレス容器３との間の空間５に重水素ガスＤ_２を供給する。この重水素ガスＤ_２の供給は、例えば、空間５を開閉弁７を介して重水素ガスタンク（高圧タンク）に接続することによって達成される。

ステップ３：ヒーター８による加熱により、空間５における重水素ガスＤ_２の温度を上昇させる。空間５における重水素ガスＤ_２の温度が所定の温度より低い間は何も起こらない。しかし、ヒーター８の加熱により、空間５における重水素ガスＤ_２の温度が所定の温度（例えば、１００℃）に達すると、空間５における重水素ガスＤ_２が重水素イオンＤ^＋として容器２の壁を通過することを開始する。その後、空間５における重水素ガスＤ_２の温度が所定の温度範囲（例えば、１５０℃〜２００℃）内に保持されると、重水素イオンＤ^＋がどんどんＰｄ容器２の壁を通過するようになる。このようにしてＰｄ容器２を通過した重水素イオンＤ^＋は、重水素原子Ｄとして空間４に導入される。その結果、時間が経過するにつれて、空間４は、重水素原子Ｄと重水素ガスＤ_２とが混在したガスで満たされる。その結果、空間４内の圧力は、空間５内の重水素ガスＤ_２の圧力とほぼ同じになる。従って、空間５内の重水素ガスＤ_２の圧力を数百気圧から数万気圧にすれば、空間４内の圧力もほぼ同様の圧力状態に達することになる。このような適正圧力下で、重水素原子Ｄは、空間４に封入されている重水素吸収性を有する物質に吸収される。このような重水素原子Ｄの吸収は、空間４に封入されている重水素吸収性を有する物質の結晶格子の無数のＯｃｔａｈｅｄｒｏｎ（八面体）の”電子箱”の中に数個の重水素原子Ｄが凝集されることによって起こる。このようにして、空間４においてサンプルの中に”重水素凝結体”が無数に生成され、この重水素凝結体において、複数の重水素原子Ｄが核融合反応することにより、熱エネルギーに加えてヘリウムガスが発生する。その反応式を以下に示す。

^２Ｄ＋^２Ｄ＝^４Ｈｅ＋格子エネルギー
この熱エネルギーの発生原理は、図５を参照して上述したＤＳ−セル１００における熱エネルギーの発生原理と同一である。この固体内核融合反応（Ｓｏｌｉｄｆｕｓｉｏｎ）は、中性子を生じることなく穏やかに進行するため、重水素原子の超過激な衝突によりトリチウムＴと中性子とが生成される周知の超高温状態でのＤＤ熱核融合反応に比べて全く無害であり、産業上利用および環境保全の観点からきわめて望ましい。

ステップ４：空間４における核融合反応を停止させる場合には、空間５における重水素ガスＤ_２を熱エネルギー発生装置１の外部に排出する。この重水素ガスＤ_２の排出は、例えば、空間５を開閉弁７を介して真空タンクに接続することによって達成される。この空間５における重水素ガスＤ_２の排出に伴って、空間４において残留している重水素ガスＤ_２は、Ｐｄ容器２の壁を通過して空間５に入る。そして、空間４からＰｄ容器２の壁を通過して空間５に入った重水素ガスＤ_２もまた熱エネルギー発生装置１の外部に排出され確保される。最終的には、空間５は高真空状態にされる。

このように、Ｐｄ容器２の壁は、空間５から空間４に向かって重水素ガスＤ_２が通過することを可能にするとともに、空間４から空間５に向かって重水素ガスＤ_２が通過することを可能にする”双方向フィルタ”として機能する。すなわち、Ｐｄ容器２の壁は、重水素ガスＤ_２に対して”扉（ｄｏｏｒ）”の役目を果たす。この”扉”は、重水素ガスＤ_２（または水素ガスＨ_２）に対しては条件次第で開いたり閉じたりするが、それ以外のガスに対しては常に閉じている。今回、新たに開発された熱エネルギー発生装置１は、この特性を活用したものである。

上述した開閉弁６の開閉、開閉弁７の開閉、真空ポンプ／ガスポンプへの選択的な接続は、制御装置９によって制御される。制御装置９は、例えば、ステップ１〜４において上述したタイミングで開閉弁６の開閉、開閉弁７の開閉、真空ポンプ／ガスポンプへの選択的な接続を制御するように予めプログラムされている。このようなプログラムは、ソフトウフェアまたはハードウェアもしくはその組み合わせによって実現され得る。

ここで、重要なことは、Ｐｄ容器２の壁を通過することができず、Ｐｄ容器２の内部の空間４に残留したガスが存在すれば、そのガスが重水素の「核反応生成物」であり、Ｐｄ容器２の内部で重水素の核融合反応が確実に発生していたことを確定したことになる、ということである。その根拠は、［Ｉ］容器２内には重水素ガスＤ_２とサンプルとしてのナノ粒子（例えば、ＺｒＯ_２・Ｐｄ）だけしか入っていない。［ＩＩ］Ｐｄ容器２の壁を通過することができるのは、重水素および水素（Ｄ／Ｈ）だけであり、その他のガスは通過できない。そして、温度上昇と共にＤ／Ｈの通過速度は急増する。これはＰｄ金属の特性である。従って、Ｐｄ容器２内に重水素以外に出現可能なガスは、重水素の核融合反応によって発生するヘリウム（Ｈｅ）以外には絶対にあり得ない。

上述したように、閉じたＰｄ容器２内で核融合反応を発生させ、その「反応エネルギー（反応生成熱）」および「反応生成物」を連続的に測定することに成功した。

図３は、熱エネルギー発生装置１によって生成された「反応生成熱」を測定した実験結果の一例を示す。図３において、横軸は経過時間（分）を示し、左側の縦軸は温度（℃）を示し、右側の縦軸は圧力（ａｔｍ）を示す。ここで、Ｔ_ｉｎは、Ｐｄ容器２の内部の空間４の温度を示す。Ｔ_Ｄ２は、Ｐｄ容器２とステンレス容器３との間の空間５の温度を示す。Ｔ_Ｓは、ステンレス容器３の温度を示す。Ｔ_Ｈは、ヒーター８の温度（すなわち、与えられた温度）を示す。Ｐ_ｉｎは、Ｐｄ容器２の内部の空間４の圧力を示す。Ｐ_Ｄ２は、Ｐｄ容器２とステンレス容器３との間の空間５の圧力を示す。

この実験例では、サンプルとして３．４８ｇのＺｒＯ_２・Ｐｄの超微粒粉末を用い、封入ガスとして重水素ガスＤ_２を用いた。ガス導入以前の実験スタート時点では、Ｔ_Ｈ＞Ｔ_Ｄ２，Ｔ_Ｓ，Ｔ_ｉｎであった。そして、重水素ガスＤ_２を空間５に供給し、空間５の圧力を１０気圧から変化させた。約２４００分から約３６００分の時間帯では、ヒーター８の温度を一定の温度である１６０℃（Ｔ_Ｈ＝１６０℃）に維持した。その結果、約２４００分から約３６００分の時間帯では、容器内の各温度（Ｔ_Ｄ２，Ｔ_Ｓ，Ｔ_ｉｎ）はすべて外部から与えた温度Ｔ_Ｈより高くなる（図３）いう実験結果が得られた。

この実験結果から、Ｐｄ容器２の内部の空間４の温度、ステンレス容器３の温度、Ｐｄ容器２とステンレス容器３との間の空間５の温度が、与えられた温度（ヒーター８の温度）よりも高い温度になることがわかる。このようにして、入力エネルギーより大きな出力エネルギーが得られることがわかる。

なお、サンプルとしてＺｒＯ_２・Ｐｄの超微粒粉末を用い、封入ガスとして水素ガスＨ_２を用いた場合には、前述の発熱現象は全くない。

図４は、熱エネルギー発生装置１によって生成された「反応生成物」を測定した実験結果の一例を示す。この実験例では、空間４内に存在するガスを質量分析器（ＱＭＳ）を用いてスペクトル分析した。

図４の”ｃｌｏｓｅ”は、質量分析器（ＱＭＳ）による測定がスタートした時点を示す。この測定スタート時点では、質量分析器（ＱＭＳ）は、Ｐｄ容器２の内部の空間４とは遮断されており、容器Ａのみに連結されている。

図４の”Ａ”ゾーンは、測定スタート時点から１０分が経過した時点の前後の時間帯を示す。この”Ａ”ゾーンでは、１０^−１２［Ａｍｐ］レベルのスペクトルは全く出現していない。このことから、容器Ａおよび質量分析器（ＱＭＳ）の中は極めてきれいであることが分かる。

図４の”Ｇａｓｉｎ”は、Ｐｄ容器２からの反応ガスを容器Ａを介して質量分析器（ＱＭＳ）に供給することを開始した時点を示す。Ｐｄ容器２からの反応ガスをこの容器Ａにとどめ、ここから一定量（例えば、０．５ｔｏｒｒ．ｃｃ）の反応ガスを質量分析器（ＱＭＳ）の中に導入するようにした。Ｐｄ容器２と容器Ａとを連結するパイプおよび容器Ａと質量分析器（ＱＭＳ）とを連結するパイプは、例えば、ステンレス製である。

図４の”Ｂ”ゾーン”は、測定スタート時点から２０分が経過した時点の前後の時間帯を示す。この”Ｂ”ゾーンでは、１０^−９［Ａｍｐ］レベルの重水素スペクトルが検出された。また、その重水素スペクトルのレベルの１／１００（１０^−１１［Ａｍｐ］）程度のレベルの^４Ｈｅスペクトルが出現していることが分かる。

図４の”Ｃ”ゾーンは、測定スタート時点から５０分が経過した時点の前後の時間帯を示す。この”Ｃ”ゾーンでは、”Ｂ”ゾーンに比較して重水素スペクトルのレベルが著しく減少し、重水素スペクトルのレベルが^４Ｈｅスペクトルのレベルよりも低くなっていることが分かる。

図４の”Ｄ”ゾーンは、測定スタート時点から６０分が経過した時点の前後の時間帯を示す。この”Ｄ”ゾーンでは、重水素スペクトルのレベルは、^４Ｈｅスペクトルのレベル半分程度である。時間がさらに経過するにつれて、重水素ガスは殆ど消失するが、^４Ｈｅガスは不変の状態を示している。

このように、図４の”Ｂ”ゾーンから”Ｄ”ゾーンの各ゾーンにおいて、^４Ｈｅのガスのみが不変の状態で存在していることが分かる。この事実は決定的であり、重水素の核融合反応によって、ｍａｓｓ４の生成物が^４Ｈｅである事実を示している。この事実によって「重水素の核融合反応が存在した」ことを確定することができたのである。この実験は、明らかに世界で初めてのものであり、歴史的な成果のひとつであることが分かる。

なお、空間４内に存在するガスを分析する他の方法としては、空間４内に存在するガスを電離して、磁気分析する方法も存在する。

本発明のエネルギー発生装置１が”実用的”である理由は、上記ステップ４において説明したように、空間５における重水素ガスＤ_２を熱エネルギー発生装置１の外部に排出することを可能にする排出メカニズムを設けた点にある。この排出メカニズムを設けたことにより、少なくとも、以下の（１）〜（４）に示すように、実用上、非常に有利な効果を得ることができる。

（１）従来のエネルギー発生装置では困難であったＰｄ容器２内に残留していた重水素ガスＤ_２の処理をきわめて簡単に行うことができる。すなわち、本発明では、空間５における重水素ガスＤ_２の排出に伴って、空間４に残留していた重水素ガスＤ_２も自動的に排出されることから、従来、Ｐｄ容器２の内部の空間４に残留していた重水素ガスＤ_２の処理するために必要とされていたゲッター・ポンプ（ｇｅｔｔｅｒｐｕｍｐ）を不要とすることができる。

（２）Ｐｄ容器２が”双方向フィルタ”として機能し、Ｐｄ容器２によって定義される閉空間である空間４に対する重水素の出入りが、Ｐｄ容器２の壁を通って行われる重水素の出入りに限定される。従って、Ｐｄ容器２内に残留した”反応生成物”は、Ｐｄ容器２内の反応により生成されたものに他ならない。これにより、Ｐｄ容器２内で核融合反応が行われたことの確実な証拠を与えている。重水素の代わりに水素のみの出入りに限定したときはＰｄ容器２内には反応生成物は何もない。

（３）空間５における重水素ガスＤ_２を熱エネルギー発生装置１の外部に排出することにより、空間４における核融合反応を停止させることができる。これにより、空間４における核融合反応の制御を容易に行うことができる。

（４）空間５に残留していた重水素ガスＤ_２に加えて、空間４に残留していた重水素ガスＤ_２をエネルギー発生装置１の外部に排出することができる。このため、重水素ガスＤ_２をリサイクルすることが容易になる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。

本発明は、熱エネルギーの発生効率に優れた実用的な熱エネルギー発生方法および熱エネルギー発生装置等を提供するものとして有用である。

本発明による熱エネルギー発生装置１の構造を示す図図１Ａに示されるＰｄ容器２の代替的な構造を示す図熱エネルギー発生装置１を用いて、熱エネルギーの発生を制御する方法の手順を示すフローチャート熱エネルギー発生装置１によって生成された「反応生成熱」を測定した実験結果の一例を示す図熱エネルギー発生装置１によって生成された「反応生成物」を測定した実験結果の一例を示す図従来のＤＳ−セルの構造を示す図

符号の説明

１熱エネルギー発生装置
２Ｐｄ容器
３ステンレス容器
４空間
５空間
６開閉弁
７開閉弁
８ヒーター
９制御装置

Claims

熱エネルギーを発生させる熱エネルギー発生装置であって、
重水素透過性を有する壁を含む第１の容器と、
前記第１の容器を取り囲むように第１の容器の外側に配置された第２の容器と
を備え、
前記第１の容器の内部には、第１の空間が形成されており、前記第１の容器と前記第２の容器との間には、第２の空間が形成されており、前記第１の空間には、重水素吸収性を有する物質が封入されており、
前記熱エネルギー発生装置は、
前記第１の空間および前記第２の空間を高真空状態にする手段と、
重水素ガスを前記第２の空間に供給する手段と、
前記第２の空間に供給された前記重水素ガスが前記第２の空間から前記第１の空間に向って前記第１の容器の壁を通過するように、前記第２の空間内の前記重水素ガスの温度を制御する手段と、
前記第２の空間内の重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスが前記第１の空間から前記第２の空間に向かって前記第１の容器の壁を通過するようにし、これにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することを可能にする手段と
をさらに備えている、熱エネルギー発生装置。
前記第１の容器の壁は、パラジウム製であり、前記第２の容器は、ステンレス製である、請求項１に記載の熱エネルギー発生装置。
熱エネルギー発生装置を用いて、熱エネルギーの発生を制御する方法であって、
前記熱エネルギー発生装置は、重水素透過性を有する壁を含む第１の容器と、前記第１の容器を取り囲むように第１の容器の外側に配置された第２の容器とを含み、前記第１の容器の内部には、第１の空間が形成されており、前記第１の容器と前記第２の容器との間には、第２の空間が形成されており、前記第１の空間には、重水素吸収性を有する物質が封入されており、
前記方法は、
前記第１の空間および前記第２の空間を高真空状態にするステップと、
重水素ガスを前記第２の空間に供給するステップと、
前記第２の空間に供給された前記重水素ガスが前記第２の空間から前記第１の空間に向って前記第１の容器の壁を通過するように、前記第２の空間内の前記重水素ガスの温度を制御するステップと、
前記第２の空間内の重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスが前記第１の空間から前記第２の空間に向かって前記第１の容器の壁を通過するようにし、これにより、前記第１の空間内に残留した重水素ガスを前記熱エネルギー発生装置の外部に排出することを可能にするステップと
を包含する、方法。
前記第１の容器の壁は、パラジウム製であり、前記第２の容器は、ステンレス製である、請求項３に記載の方法。