JP2015090312A

JP2015090312A - 常温核融合反応方法及び装置

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Publication number: JP2015090312A
Application number: JP2013229915A
Authority: JP
Inventors: 雄造川村; Yuzo Kawamura
Original assignee: IDEA RES KK; IDEA RESEARCH KK
Current assignee: IDEA RES KK; IDEA RESEARCH KK
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2015-05-11

Abstract

【課題】常温核融合の反応条件を制御して常温核融合反応状態を維持することができる常温核融合反応方法を提供すること。
【解決手段】反応容器１３Ｃ内の電解液中に加速用正電極２２Ｃ及び加速用負電極２４Ｃを設置するとともに、加速用正電極２２Ｃ及び加速用負電極２４Ｃの近傍に電解液の電圧を検知するための参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４を配置し、加速用正電極２２Ｃ及び加速用負電極２４Ｃに反応電圧を印加して加速用正電極２２Ｃ及び加速用負電極２４Ｃ間に常温核融合を発生させ、この常温核融合状態における電解液の電圧（参照電圧）を参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４を利用して検知し、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４間の参照電圧に基づいて反応電圧を制御して常温核融合状態を維持する常温核融合反応方法。
【選択図】図７

Description

本発明は、常温で核融合反応を行う常温核融合反応方法及び装置に関する。

一般に、太陽では核融合反応が行われ、地球は、この核融合によるエネルギーを受けていることは知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、この核融合反応を常温で行う方法として、反応容器内の電解液中に正電極及び負電極を配置し、正電極及び負電極間に反応電圧を印加して高電圧電気分解を利用して行う方法が知られている（例えば、非特許文献２）。

「太陽エネルギー入門」：ソル・ウィーダー著、押出勇雄監修（特に、第８頁「放射エネルギー流」）「固体内核反応研究ＮＯ．１」：工学社（特に、第１５９頁第７章「金属軽水電解系での核変換反応」：大森唯義、第２１９頁第９章「液中放電電解による熱と生成物」：水野忠彦）

しかしながら、このような常温核融合反応方法では、反応条件が明確に規定し難く、また常温核融合反応の制御が困難であり、このことに起因して、常温核融合反応装置の設計が定まらず、装置を大型化することができない状況にあった。

本発明の目的は、常温核融合の反応条件を制御して常温核融合反応状態を維持することができる常温核融合反応方法及び装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、常温核融合反応状態において高電圧、高電流の電気出力を取り出すことにより、設備費用の低減化及び稼働の安定化を図ることができる常温核融合反応方法及び装置を提供することである。

本発明の請求項１に記載の常温核癒合反応方法は、反応容器内の電解液中に加速用正電極及び加速用負電極を設置するとともに、前記加速用正電極及び前記加速用負電極の近傍に電解液の電圧を検知するための参照用正電極及び参照用負電極を配置し、前記加速用正電極及び前記加速用負電極に反応電圧を印加して前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温核融合を発生させ、この常温核融合状態における電解液の電圧を前記参照用正電極及び前記参照用負電極を利用して検知し、前記参照用正電極及び前記参照用負電極間の参照電圧に基づいて反応電圧を制御して常温核融合状態を維持することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載の常温核融合反応方法では、前記反応容器内に電解用正電極及び電解用負電極を設置し、前記電解用正電極及び前記電解用負電極間に電解電圧を印加して電解液中で予備電解を行い、その後前記加速用正電極及び前記加速用負電極の間の反応電圧を印加して前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温各融合状態を発生させることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載の常温核融合反応方法では、前記加速用正電極に対応して前記電解用正電極を配設し、前記加速用正電極と前記電解用正電極との間に電解電圧を印加して前記加速用正電極を前記電解用負電極として機能させることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載の常温核融合反応装置は、電解液を収容する反応容器と、前記反応容器内の電解液中に浸漬された加速用正電極及び加速用負電極と、前記加速用正電極及び前記加速用負電極に反応電圧を印加するための第１電源装置と、を備え、前記第１電源装置からの反応電圧を印加して前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温核融合を発生さる常温核融合反応装置であって、
前記加速用正電極及び前記加速用負電極の近傍に参照用正電極及び参照用負電極が配設され、前記第１電源装置は、電源からの電圧を調整するための電圧調整手段を含んでおり、前記参照用正電極及び前記参照用負電極は、常温核融合状態における電解液の電圧を検知し、前記電圧調整手段は、前記参照用正電極及び前記参照用負電極間の参照電圧に基づいて前記加速用正電極及び前記加速用負電極に印加される反応電圧を制御し、これによって、前記加速用正電極及び前記加速用負電極間の常温核融合状態が維持されることを特徴とする。

更に、本発明の請求項５に記載の常温核融合反応装置では、前記反応容器内には、電解液中に浸漬されるように電解用正電極及び電解用負電極が設置され、更に、前記電解用正電極及び前記電解用負電極間に電解電圧を印加するための第２電源装置が設けられ、常温核融合反応を行うに際し、前記電解用正電極及び前記電解用負電極間に前記第２電源装置からの電解電圧が印加されて電解液中で予備電解が行われ、その後前記加速用正電極及び前記加速用負電極の間に前記第１電源装置からの反応電圧が印加されて前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温各融合状態が発生することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の常温核融合反応方法及び請求項４に記載の常温核融合反応装置によれば、電解液中に設置した加速用正電極及び加速用負電極に反応電力を印加してグロウ放電発光させているので、このグロウ放電発光の領域で常温核融合反応状態を生じさせることができる。また、加速用正電極及び加速用負電極の近傍に配置した参照用正電極及び参照用負電極により、常温核融合状態における電解液の電圧を検知し、この参照電圧に基づいて反応電圧を制御しているので、加速用正電極及び加速用負電極間の常温核融合状態を維持する、即ち常温核融合反応を維持することができる。

例えば、参照用正電極及び参照用負電極間の参照電圧が大きいときには、常温核融合反応状態が活発に行われているということであり、このようなときには常温核融合状態を抑えるために、反応電力が小さくなるように制御する。また、この参照電圧が小さいときには、常温核融合反応状態があまり活発に行われていないということであり、このようなときには常温核融合反応を活発にするために、反応電力が大きくなるように制御する。

また、本発明の請求項２に記載の常温核融合反応方法及び請求項５に記載の常温核融合反応装置によれば、反応容器内に電解用正電極及び電解用負電極を設置し、電解用正電極及び電解用負電極間に電解電圧を印加して電解液中で予備電解を行い、その後加速用正電極及び加速用負電極の間の反応電圧を印加して常温核融合反応させるので、比較的短時間に常温各融合状態に移行させることができる。

更に、本発明の請求項３に記載の常温核融合反応方法では、加速用正電極に対応して電解用正電極を配設し、加速用正電極と電解用正電極との間に電解電圧を印加して加速用正電極を電解用負電極としても機能させるので、電解用負電極を省略して電極構造の簡略化を図ることができる。

太陽と地球との関係を模式的に示す図。太陽と地球の距離を１０ｍとして置き換えたときの関係を模式的に示す図。常温核融合反応装置の第１の実施形態を簡略的に示す断面図。常温核融合反応装置の第２の実施形態を簡略的に示す断面図。図４に示す常温核融合反応装置の負電極の一例を示す図であって、図５（ａ）はその平面図、図５（ｂ）はその正面図、図５（ｃ）はその側面図。常温核融合反応装置を熱利用システムに適用した一例を簡略的に示す断面図。常温核融合反応装置の第３の実施形態を簡略的に示す断面図。

以下、添付図面を参照して更に詳述する。まず、放射エネルギーと核反応について説明する。一般的に、電気溶接時の放電アークの温度は、６，０００Ｋ（絶対温度）程度であり、この温度は太陽の表面輻射温度に近い温度である。シュテハン・ボルツマンの法則によれば、黒体の表面から輻射される熱量（電磁波のエネルギー）は、その黒体の絶対温度（熱力学的温度）の４乗に比例するとされ、６，０００Ｋの黒体から輻射される熱量（電磁波のエネルギー）は、７０，０００ｋＷ／ｍ^２程度となる。一般的に、太陽は、５，８００Ｋ（絶対温度）とされ、この太陽から輻射される熱量（電磁波のエネルギー）は、６４，０００ｋＷ／ｍ^２程度である。

また、図１に模式的に示すように、太陽Ｓは地球Ｅから１．５億ｋｍ程度離れた位置に位置しているが、その大きさが巨大である故に、地球Ｅ上の受光地点Ｐでの１ｍ^２における太陽の視角度αは、０．５３度程度である。

地球Ｅ上の受光地点Ｐと太陽Ｓの距離をＬ＝１０ｍに置き換えて模式的に示すと、この視角度をα＝０．５３°として考えると太陽の直径はＤ＝９２．５ｍｍ程度に近似することができる。即ち、受光面２の受光部位４から距離Ｌ＝１０ｍの位置に、直径Ｄ＝９２．５ｍｍで５，８００Ｋ（絶対温度）の放射源６を置くことに近似する。また、この放射源６の面積は約６７７ｍｍ^２であり、１ｍ^２に対する比率は約１４８．９分の１（１／１４８．９）であるので、この位置に面積１ｍ^２で４２９．８ｋＷの放射源６を置くことに近似する。また、このことは、１０ｍの位置に置かれた太陽電池が太陽常数１ｋＷ／ｍ^２の太陽光に対して、２００Ｗ／ｍ^２の電気出力を発生させることに相当する。このことは、エネルギーを輻射する５，８００Ｋの放射源６からの６４，０００ｋＷ／ｍ^２に対する試験電極グロウ放電発光の出力と太陽電池の電気出力（発電出力）との対応を表し、このような対応関係を用い、グロウ放電発光のエネルギーを太陽電池により受光してその発電出力を監視することにより、この核融合反応状態を想定することができる。

次に、図３を参照して、常温核融合反応装置の一実施形態について説明する。図３において、この常温核融合反応装置１２は、密封された反応容器１３を備えている。この反応容器１３は、上面が開放された円筒状の容器本体１４及び蓋部材１６から構成され、この容器本体１４の開口部が蓋部材１６により密封され、このようにして反応容器１３内に密封空間１８が規定される。容器本体１４は、例えば透明な石英ガラスから形成され、その肉厚が例えば３ｍｍ程度に形成される。また、蓋部材１６は、例えば耐熱性プラスチックから形成される。

この反応容器１３内には電解液２０が充填され、電解液としては、例えば、蒸留水（例えば、９５％）と重水（例えば、５％）を混合した水に電解物質（例えば、炭酸ソーダ：Ｎａ_２ＣＯ_３）を溶解させたものを用いることができる。

この容器本体１４の電解液２０中に、所定の間隔を置いて相互に対向するように正電極２２（加速用正電極）及び負電極２４（加速用負電極）が配設される。正電極２２の端子部２６は、電源装置（図示せず）の正端子側に電気的に接続され、負電極２４の端子部２８は、電源装置の負端子側に電気的に接続され、電源装置からの電圧（反応電圧）が正電極２２及び負電極２４間に印加される。この形態では、負電極２４の電極面が輻射面３０として機能し、後述するグロウ放電発光の光がこの輻射面３０から輻射される。

この負電極２４に関連して、電極冷却体３２が設けられている。この電極冷却体３２は、例えば耐熱性プラスチックから形成される電極支持部材３４を備え、この電極支持部材３４の一面に（図３において左面）に負電極２４が取り付けられ、この負電極２４は電極支持部材３４の一部を通して端子部２８に電気的に接続されている。この電極支持部材３４内には冷却管３６が内蔵され、その流入側４８が冷却液供給源（図示せず）に連通され、冷却液供給源からの冷却液は、この流入側４８から流入し、冷却管３６を通して流れた後にその流出側５０から流出し、このように冷却液が流れることによって、負電極２４が冷却される。

この形態では、正電極２２（加速用正電極）と負電極２４（加速用負電極）との間に分離膜５４が配設され、この分離膜５４は、蓋部材１６に取り付けられた上端から容器本体１４内の中間部まで下方に延び、この容器本体１４内の密封空間１８を第１室５６（即ち、正電極２２が位置する空間）と第２室５８（即ち、負電極２４が位置する空間）とに仕切っている。

後述するグロウ放電発光状態（即ち、常温核融合状態）のときには、正電極２２側には水素イオン（二重水素、三重水素）が発生するが、発生した水素イオンは第１室５６に連通する第１排出管６０を通して外部に排出される。また、負電極２４側には酸素イオンが発生するが、発生した酸素イオンは第２室５８に連通する第２排出管６２を通して外部に排出される。

また、電解液を供給するための電解液供給管６４が設けられ、この電解液供給管６４の一端側は蓋部材１６を貫通して容器本体１４内に連通し、その他端側は電解液供給源（図示せず）に連通され、電解液供給源からの電解液が電解液供給管６４を通して反応容器１３内に供給される。容器本体１４内には、上レベルセンサ６６及び下レベルセンサ６８が設けられ、反応容器１３内の電解液２０の液面が下レベルセンサ６８まで低下すると、電解液供給管６４を通しての電解液の供給が行われ、その液面が上レベルセンサ６６まで上昇すると、この電解液２０の供給が停止され、このようにして電解液２０の液面が所定レベル範囲に維持される。

この形態では、反応容器１３に関連して、受光手段６８が設けられる。この受光手段６８は、例えば太陽電池７０から構成され、太陽電池７０の発電出力を利用して正電極２２及び負電極２４間に印加される電圧、即ち反応電圧が後述するように調整される。

この常温核融合反応装置１２による常温核融合反応は、次のように行われる。電源装置（図示せず）を作動させ、作動スイッチ（図示せず）をオンにして正電極２２（加速用正電極）及び負電極２４（加速用負電極）間に反応電圧（１００〜３００Ｖ程度の電圧であって、例えば２５０Ｖ）を印加する。このように反応電圧を印加すると、電解液の電解反応からプラズマ状態に移行し、正電極２２及び負電極２４間にグロウ放電発光状態が生じ、反応容器１４内の正電極２２及び負電極２４間が常温核融合反応状態となる。

このとき、正電極２２側に発生する水素イオンは、第１排出管６０を通して反応容器１４外に排出され、負電極２４側にて発生する酸素イオンは、第２排出管６２を通して反応容器１４外に排出される。また、この常温核融合状態のエネルギーによって電解液２０が減少すると、下レベルセンサ６８の液面検知信号に基づいて、水供給源（図示せず）からの水が水供給管６４を通して反応容器１４内に供給され、この水供給によって電解液２０が増えると、上レベルセンサ６６の液面検知信号に基づいて、水供給源（図示せず）からの水の供給が停止する。

また、この常温核融合状態のエネルギーは、負電極２４の輻射面３０から輻射され、受光手段６８は、この輻射面３０からの光を受光して受光出力を出力する。この負電極２４の輻射面３０からの出力は、紫外線、可視光線及び赤外線として放射され、このような出力エネルギーは、受光手段６８としての太陽電池７０により電力に変換される。

そして、この受光手段６８の受光出力、即ち太陽電池７０の電力出力に基づいて電源装置（図示せず）から正電極２２（加速用正電極）及び負電極２４（加速用負電極）に印加される反応電力が制御される。グロウ放電発光、即ち常温核融合反応の活性状態が強く（又は弱く）なると、受光手段６８の受光出力が大きく（又は小さく）なるが、このような場合、電源装置（図示せず）から正電極２２及び負電極２４に印加される反応電力が低くなる（又は高くなる）ように制御され、このように制御することによって、グロウ放電発光状態（即ち、常温核融合状態）の活性が弱まり（又は強まり）、かくして、グロウ放電発光状態、即ち常温核融合反応状態を安定させて継続的に稼働させることができる。

このような反応容器１３内の電解液中の放電反応による核融合反応は、燃料自体の自立反応ではなく、外部よりのエネルギー投入によりトリガされる反応であり、このような核融合反応は、エネルギー投入が無くなれば直ちに反応が停止し、従って、作動スイッチ（図示せず）をオフすることにより核融合反応が停止し、このように簡単に停止させることができるために極めて安全性の高い。

次に、図４を参照して、常温核融合反応装置の第２実施形態について説明する。第２の実施形態においては、受光手段を反応容器に組み込んでいるとともに、幾分具体的に示している。尚、図３に示す実施形態と実質上同一の部材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

図４において、この実施形態の常温核融合反応装置１２Ａでは、電源装置１０２は、直流電源１０４と、この直流電源１０４からの電圧を調整するための電圧調整手段１０６とを備え、この電圧調整手段１０６からの正出力端子側が正電極２２（加速用正電極）の端子部２６に電気的に接続され、その負出力端子側が負電極２４（加速用負電極）に電気的に接続されている。

この形態では、反応容器１３Ａの容器本体１４Ａは金属製容器から構成され、この金属製容器の内面全域に耐熱電気絶縁性被覆が施されている。また、蓋部材１６Ａも耐熱電気絶縁性材料、例えば耐熱性プラスチックから形成されており、このような容器本体１４Ａ及び蓋部材１６Ａから構成することによって、反応容器１３Ａを大容量化し、常温核融合反応装置１２Ａの大出力化を図ることができる。

この形態では、受光手段６８Ａ（この形態では、太陽電池７０Ａ）が反応容器１３Ａに組み込まれている。蓋部材１６Ａの一部に開口１０８が設けられ、この開口１０８を密封するように透明な閉塞部材１１０が設けられている。また、閉塞部材１１０を覆うように、下面が開放されたボックス状部材１１２が取り付けられ、閉塞部材１１０及びボックス状部材１１２が密閉された耐圧室１１４を規定する。受光手段６８Ａ（太陽電池７０Ａ）は、ボックス状部材１１２内の耐圧室１１４に配設され、この受光手段６８Ａからの受光信号が電源装置１０２の電圧調整手段１０６に送給され、この受光信号に基づいて電源装置１０２から正電極２２及び負電極２４に印加される反応電圧（具体的には、電圧調整手段１０６の出力電圧）が調整される。

また、負電極２４を冷却するための電極冷却体３２に関連して、冷却液１１６を収容する冷却液タンク１１８が設けられ、電極冷却体３２に内蔵された冷却管３６の流入側４８が供給管１２０（供給ライン）を介して冷却液タンク１１８の底部に連通され、この供給管１２０に循環ポンプ１２２が配設されている。また、この冷却管３６の流出側５０が戻り管１２４（戻りライン）を介して冷却液タンク１１８の上端部に連通され、この戻り管１２４に冷却液を冷却するためのラジエタ１２６が配設されている。このように構成されているので、循環ポンプ１２２及びラジエタ１２６が作動されると、冷却液タンク１１８内の冷却液１１６が供給管１２０を通して電極冷却体３２の冷却管３６に供給され、この供給管３６を通して流れる間に負電極２４を冷却する。冷却管３６を流れた冷却液１１６は、戻り管１２４及びラジエタ１２６を通して冷却液タンク１１８に戻され、このラジエタ１２６を流れる間に冷却液１１６が冷却される。

更に、第１排出管６０は、第１排出ライン１２８を介して第１回収タンク１３０に連通され、反応容器１３Ａ内の正電極２２側にて発生する酸素は第１排出ライン１２８を通して第１回収タンク１３０に回収される。第２排出管６２は、第２排出ライン１３２を介して第２回収タンク１３４に連通され、反応容器１３Ａ内の負電極２４側にて発生する水素（二重水素、三重水素を含む）は、第２排出ライン１３２を通して第２回収タンク１３４に回収される。また、電解液供給管６４は電解液供給ライン１３６を介して電解液供給タンク１３８（電解液供給源）に接続され、この電解液供給ライン１３６に供給ポンプ１４０が配設されている。従って、供給ポンプ１３８が作動すると、電解液タンク１３８内の電解液が電解液供給ライン１３６を通して反応容器Ａ内に供給される。この実施形態の常温核融合反応装置１２Ａのその他の構成は、図３に示す形態のものと実質上同一である。

この形態の常温核融合反応装置１２Ａにおいても、その基本的構成が上述したものと実質上同一である故に、上述したと同様の作用効果を奏し、受光手段６８Ａ（太陽電池７０Ａ）の受光出力に基づいて電源装置１０２（具体的には、電圧調整手段１０６）から正電極２２及び負電極２４に印加される反応電力を制御することによって、グロウ放電発光状態、即ち常温核融合反応状態を安定させて継続的に稼働させることができる。

負電極２４及びこれに関連する構成については、例えば、図５に示すように構成することができる。電極支持体３２Ａの電極支持部材３４Ａは、密閉された中空箱状部材から構成され、このような電極支持部材３４Ａは、例えば耐熱性プラスチックから形成される。図５（ｂ）に示すように、冷却液１１６が流入する流入側は流入管４８Ａから構成され、この流入管４８Ａの先端側は電極支持部材３４Ａ内の底部まで延び、また冷却液１１６が流出する流出側が流出管５０Ａから構成され、この流出管５０Ａの先端側は電極支持部材３４Ａ内の上端部に位置している。このように構成されているので、冷却液タンク１１８からの冷却液１１６は流入管４８Ａを通して電極支持部材３４Ａ内の底部に流入し、かく流入した冷却液１１６は、電極支持部材３４Ａ内を広がりながら上方に流れ、そして、電極支持部材３４Ａ内の上端部から流出管５０Ａを通して冷却液タンク１１８に流れる。

また、負電極２４は、輻射面として作用するように、例えば４０メッシュ程度のステンレス製金網１４０（図５（ａ）及び（ｂ）において図示するが、図５（ｂ）において省略して示す）を用いることができる。このステンレス製金網１４０は熱膨張を抑えるために、次のように取り付けるのが望ましい。即ち、電極支持部材３４Ａの表面には、横方向（図５（ａ）及び（ｂ）において左右方向、図５（ｃ）において紙面に垂直な方向）に間隔をおいて複数の突出部１４２が設けられ、これら突出部１４２は、電極支持部材３４Ａの上端から下端まで直線状に延びている。ステンレス製金網１４０は、これら突出部１４２の表面側に配置され、複数の止め具１４４により突出部１４２に固定されている。尚、複数の突出部１４２は、電極支持部材３４Ａの表面に上下方向に間隔をおいて設けるようにしてもよい。

このステンレス製金網１４０の表面には、酸化マグネシウム粉末、カーボン繊維及び少量のバインダを混合した混合物でもって被覆するようにし、このようにすることによって、この混合物が負電極２４の放電面（輻射面）として作用する。尚、ステンレス製金網１４０については、輻射面以外の各面、即ちその側面、裏面及び上下面は、電気絶縁性の耐熱被覆層で覆うようにするのが望ましい。

図４に示す実施形態では、正電極２２（加速用正電極）側にて発生する酸素を第１回収タンク１３０に回収し、また負電極２４（加速用負電極）側にて発生する水素を第２回収タンク１３４に回収しているが、このような構成に代えて、図６に示すように、酸素及び水素を燃焼させて熱エネルギーとして取り出すようにすることもできる。

図６において、この形態の常温核融合反応装置１２Ｂでは、反応容器１３Ａに関連して、混合器１５２、逆火防止器１５４、燃焼器１５６、燃焼ガス冷却器１５８及びガス分離器１６０が設けられている。常温核融合反応装置１２Ｂの反応容器１３Ａの第１室５６（正電極２２側の室）の上部が第１排出管６０（第１排出ライン）を介して混合器１５２に接続され、また、この反応容器１３Ａの第２室（負電極２４側の室）の上部が第２排出管６２（第２排出ライン）を介して混合器１５２に接続されている。

混合機１５２は、第１排出管６０を通して排出される酸素と第２排出管６２を通して排出される水素とを混合し、混合器１５２にて混合された混合気体は逆火防止器１５４に送給される。逆火防止器１５４は、この混合気の発火を防止するために発火温度以下に冷却し、かく冷却された混合気は、混合機送給管１６２（混合気送給ライン）を通して燃焼器１５６に送給される。

燃焼器１５６は燃焼室１６４を備え、この燃焼室１６４の上流端部に燃焼バーナ１６４が設けられ、逆火防止器１５４からの混合気は燃焼バーナ１６４により燃焼される。燃焼器１５６の燃焼室１６４の周囲には熱交換室１６８（熱利用手段の一部を構成する）が配設され、その流入部１７０から流入した熱媒体（例えば、空気の如き気体又は水の如き液体）は、熱交換室１６８内を流れて流出部１７２から流出し、この熱媒体は、熱交換室１６８内を流れる間に燃焼室１６４内を流れる燃焼ガスによって加熱される。この熱媒体は、熱利用手段の一例としての貯湯タンク（図示せず）などに貯湯することによって、温水として、或いは暖房用の循環媒体として利用することができる。このように正電極２２側にて発生した酸素及び負電極２４側にて発生した水素を燃焼させることによって、熱エネルギーとして利用することができ、熱出力を得ることができる。

燃焼器１５６からの燃焼ガスは燃焼ガス冷却器１５８に送給される。燃焼ガス冷却器１５８は、燃焼ガスが流れる燃焼ガス室１７４と、この燃焼ガス室１７４の周囲に配設された冷却循環室１７６とを有している。水の如き冷却媒体は、流入部１７８から流入して冷却循環室１７６を通して流れた後に流出部１８０から流出する。一方、燃焼器１５６の燃焼室１６４からの燃焼ガスは燃焼ガス室１７４を通して流れ、この燃焼ガス室１７４を通して流れる間に冷却循環室１７６を流れる冷却媒体により冷却される。

燃焼ガス室１７４にて冷却されると、燃焼ガス中の水分は凝縮して水となり、この凝縮水は水戻し管１８２（水戻しライン）を通して反応容器１３Ａ内に戻される。また、燃焼ガス室１７４にて冷却された燃焼ガス（大部分の水分が除去されたもの）は、燃焼ガス送給管１８４（燃焼ガス送給ライン）を通してガス分離器１６０に送給され、このガス分離器１６０にて各ガス成分に分離して回収される。尚、このガス分離器１６０に送給される燃焼ガスは、常温核融合反応により生じた希ガス類であり、ガス分離器１６０にて分離回収することによって、希ガス類が大気中に放散されるのを防止することができる。尚、この実施形態における常温核融合反応装置１２Ｂのその他の構成（反応容器１３Ａ及びこれに関連する構成）は、図４に示すものと実質上同一でよい。

このような常温核融合反応装置１２Ｂでは、反応容器１３Ａにて生成される酸素及び水素を燃焼させて熱エネルギーとして取り出すことができるとともに、常温核融合反応により生じた希ガス類をガス分離器１６０により回収して大気中に漏れるのを防止することができ、この常温核融合反応装置１２Ｂを継続的に安全に運転することが可能となる。

次に、図７を参照して、常温核融合反応装置の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態では、常温核融合反応を起こさせるための正電極（加速用正電極）及び負電極（加速用負電極）に加えて、電解液を電解するための電解用正電極及び電解用負電極が設けられているとともに、常温核融合状態（グロウ放電発光状態）における電解液の電圧（参照電圧）を検知するための参照用正電極及び参照用負電極が設けられている。

図７において、この形態の常温核融合反応装置１２Ｃでは、電解液が充填される反応容器１３Ｃは、透明な石英ガラスから形成された容器本体１４Ｃを備えている。この容器本体１４Ｃは中空円筒状であり、その両端は開放されている。この容器本体１４Ｃの片側に第１蓋部材２０２が設けられ、その他側に第２蓋部材２０４が設けられ、容器本体１４Ｃ並びに第１及び第２蓋部材２０２，２０４によって密封された密封空間２０６を規定する。尚、第１及び第２蓋部材２０２，２０４は、耐熱性及び電気絶縁性を有するプラスチックなどから形成することができる。

この形態では、容器本体１４Ｃの片側（図７において左側）に正電極２２Ｃ（加速用正電極）が配設され、その端子部２６Ｃが第１蓋部材２０２を貫通して外部に延びている。また、容器本体１４Ｃの他側（図７において右側）に負電極２４Ｃ（加速用負電極）が配設され、その端子部２８Ｃが第２蓋部材２０４を貫通して外部に延びている。この正電極２２Ｃの端子部２６Ｃ及び負電極２４Ｃの端子部２８Ｃは、第１電源装置１０２（加速用電源装置）に接続されている。第１電源装置１０２は電源１０４及び電圧調整手段１０６を有し、第１電源装置１０２の正出力端子側が第１スイッチ手段２０８を介して正電極２２Ｃの端子部２６Ｃに電気的に接続され、その負出力端子側が負電極２４Ｃの端子部２８Ｃに電気的に接続されている。

この正電極２２Ｃ（加速用正電極）及び負電極２４Ｃ（加速用負電極）に関連して、正電極２２Ｃの近傍に参照用正電極２１０が配設され、その端子部２１２が第１蓋部材２０２を貫通して外部に延びており、また負電極２４Ｃの近傍に参照用負電極２１４が配設され、その端子部２１６が第２蓋部材２０４を貫通して外部に延びている。参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４は、電圧検知手段２１８に電気的に接続され、この電圧検知手段２１８は参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４間の電解液の電圧（参照電圧）を検知する。

この実施形態では、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４間の電圧（参照電圧）、即ち電圧検知手段２１８の検知電圧に基づいて第１電源装置１０２の出力電圧（即ち、正電極２２Ｃ及び負電極２４Ｃに印加される反応電力）が制御される。常温核融合状態（グロウ発光放電状態）の活性状態が強く（又は弱く）なると、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４間の参照電圧が高く（又は低く）なる、即ち電圧検知手段２１８の検知電圧が高く（又は低く）なるが、このような場合、この検知電圧に基づいて第１電源装置１０２（具体的には、電圧調整手段１０６）から正電極２２Ｃ及び負電極２４Ｃに印加される反応電力が低くなる（又は高くなる）ように制御する。このように制御すると、常温核融合状態（グロウ発光放電状態）の活性が弱まり（又は強まり）、かくして、常温核融合反応状態（グロウ発光放電状態）を安定させて継続的に稼働させることが可能となる。

また、正電極２２Ｃ（加速用正電極）及び負電極２４Ｃ（加速用負電極）に関連して電解用正電極２２０及び電解用負電極（この形態では、正電極２２Ｃが電解用負電極としても機能する）が設けられている。電解用正電極２２０は、電解用負電極として機能する正電極２２Ｃに対向して配設され、その端子部２２２が第１蓋部材２０２を貫通して外部に突出している。また、電源装置１０２と別個に第２電源装置２２４（電解用電源装置）が設けられ、この第２電源装置２２４の正出力端子側がこの電解用正電極２２０の端子部２２２に電気的に接続され、その負出力端子側が第２スイッチ手段２２６を介して正電極２２Ｃ（加速用正電極）の端子部２６Ｃに電気的に接続されている。

第１スイッチ手段２０８が閉（オン）状態になると、第１電源装置１０２（加速用電源装置）からの電圧（反応電圧）が正電極２２Ｃ（加速用正電極）及び負電極２４Ｃ（加速用負電極）に印加され、後述するように電極２２Ｃ，２４Ｃの間にて常温核融合反応状態が起こる。また、第２スイッチ手段２２６が閉（オン）状態になると、第２電源装置（電解用電源装置）２２４からの電圧（電解電圧）が電解用正電極２２０及び正電極２２Ｃ（電解用負電極として機能する）に印加され、これら電極２２０，２２Ｃの間にて電解反応が起こる。電解液に電解反応を起こさせるための電圧（電解電圧）は、例えば３〜５Ｖ程度でよく、また電解反応から常温核融合状態に移行させるための電圧（反応電圧）は、例えば１００〜４００Ｖ程度でよい。

この反応容器１３Ｃには排出部２３０が接続され、反応容器１３Ｃ内で発生した気体（酸素及び水素など）は、この排出部２３０を通して外部に排出される。この排出部２３０に関連して、図６に示すような逆火防止器、燃焼器、燃焼ガス冷却器及びガス分離器を設けることができ、このように構成した場合、上述したと同様に、冷却して凝縮した液体（凝縮水）は反応容器１３Ｃに戻すようにし、冷却した気体はガス分離器にて分離回収するようにすればよい。

この実施形態では、また、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４を集電用正電極及び集電用負電極として機能させている。即ち、参照用正電極２１０の端子部２１２及び参照用負電極２１４の端子部２１６が電力負荷２３２に電気的に接続され、このように電力負荷２３２に接続したときには、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４が集電用正電極及び集電用負電極として機能する。この場合、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４にて集電された電力は電力負荷２３２に送給されて消費され、常温核融合反応状態における電気エネルギーを取り出して利用することができる。

この常温核融合反応装置１２Ｃにおいては、まず、第２スイッチ手段２２６を閉状態にし、その後第１スイッチ手段２０８を閉状態にし、このように操作することによって、常温核融合反応を比較的短時間に行うことができる。第２スイッチ手段２２６を閉状態にすると、第２電源装置２２４からの電圧（電解電圧）が電解用正電極２３０及び正電極２２Ｃ（電解用負電極として機能する）に印加され、電解用正電極２３０及び正電極２２Ｃ間にて電解反応が生じる。

この電解反応が開始して数秒から数分後（例えば５〜３００秒後）に、第１スイッチ手段２０８を閉状態にすると、第１電源装置１０２からの電圧（反応電圧）が正電極２２Ｃ（加速用正電極）及び負電極２４Ｃ（加速用負電極）間に印加され、これによって今までの電解反応状態から常温核融合反応状態に移行し、正電極２２Ｃ及び負電極２４Ｃ間にてグロウ放電発光が生じて常温核融合反応状態となり、このように前段階にて電解反応を行うことにより、短時間で常温核融合反応状態に移行させることができる。

このような常温核融合反応状態においては、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４間の電圧が電圧検知手段２１８により検知され、この電圧検知手段２１８の検知電圧（参照電圧）に基づいて第１電源装置１０２の出力電圧（反応電圧）が制御される。常温核融合反応の活性状態が強く（又は弱く）なると、電圧検知手段２１８の検知電圧（参照電圧）が大きく（又は小さく）なるが、このような場合、電源装置１０２から正電極２２Ｃ及び負電極２４Ｃに印加される反応電力が低くなる（又は高くなる）ように制御する。このように制御すると、常温核融合の活性状態が弱まり（又は強まり）、かくして、常温核融合反応状態を安定させて継続的に稼働させることができる。

上述した実施形態では、正電極２２Ｃ（加速用正電極）及び負電極２４Ｃ（加速用負電極）を印加するための第１電源装置１０２と、電解用正電極２２０及び電解用負電極（正電極２２Ｃが電解用負電極として機能する）を印加するための第２電源装置２２４とを別個に設けているが、第１電源装置１０２の出力電圧を反応電圧と電解電圧とに切換えができるように構成し、第１電源装置１０２から電解電圧を出力するときには電解用正電極及び電解用負電極に印加するようにし、第１電源装置１０２から反応電力を出力するときには、正電極２２Ｃ（加速用正電極）及び負電極２４Ｃ（加速用負電極）に印加するようにするすることもできる。

また、上述した実施形態では、正電極２２Ｃ（加速用正電極）を電解用負電極としても機能させ、電解用正電極２２０と正電極２２Ｃとの間に電解電圧を印加させて電解反応させているが、電解用正電極２２０に対向させて専用の電解用負電極を設けるようにすることもできる。

また、上述した実施形態では、正電極２２Ｃ（加速用正電極）及び負電極２４Ｃ（加速用負電極）の近傍に参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４を設け、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４を集電用正電極及び集電用負電極としても機能させているが、このような構成に限定されず、正電極２２Ｃ及び負電極２４Ｃの近傍に、参照用正電極２１０及び参照用負電極２１４に加えて専用の集電用正電極及び集電用負電極を設けるようにすることもできる。
また、上述した実施形態では、第２スイッチ手段２２６を閉状態に保持したまま第１スイッチ手段２０８を閉状態にして常温核融合反応に移行させているが、第２スイッチ手段２２６を閉状態にした後に第１スイッチ手段２０８を面状態にして常温核融合反応に移行させるようにしてもよい。

以上、本発明に従う常温核融合反応方法及び装置の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の修正乃至修正が可能である。

常温核融合反応が発生しているかを確認するために、次の実験を行った。実験として図７に示す形態の常温核融合反応装置を用いて行い、電解液として蒸留水（９５％）と重水（５％）を混合した水に、電解物質として炭酸ソーダ：Ｎａ_２ＣＯ_３）０．１モル溶解させたものを用いた。反応容器として直径７ｃｍ、長さ３０ｃｍのもの円筒状のものを用い、この反応容器内に電解液を１リットル充填した。正電極（加速用正電極）と負電極（加速用負電極）との間隔は１５ｃｍ、電解用正電極と正電極（電解用負電極）との間隔は０．５ｃｍであった。

まず、電解反応を行うために、電解用正電極と正電極（電解用負電極）との間に２Ｖ、１Ａの電圧（電解電圧）を５秒間にわたって加えた。その後、常温核融合反応に移行させるために、正電極（加速用正電極）及び負電極（加速用負電極）との間に２５０Ｖ、１Ａの電圧（反応電圧）を印加した。この反応電圧を印加すると、負電極の近傍の電解液がミルク状になり、このミルク状の状態が拡がって正電極及び負電極間の全域において微小の火花が無数に生じてグロウ放電発光状態となり、電流が０．１Ａまで低下した。このグロウ放電発光状態が数秒間続くと、反応容器内の電解液が沸騰してその沸騰状態が激しくなり、この激しい沸騰状態が５〜６秒続くと蒸発により液面レベルが急激に下がり、正電極及び負電極が電解液の液面より露出した。そこで、反応電圧を５０Ｖまで下げると、グロウ放電発光状態が沈静化し、反応容器内は元の状態に戻った。

この実験後に電解液の液蒸発量を計測すると約１５０ｃｃであった。この液蒸発量は、電力に換算すると６０ｋＷ・ｈに相当し、またこの実験で参照用正電極及び参照用負電極から取り出した電力は、電圧２００Ｖ、電流１０Ａであり、２ｋＷ・ｈの電力出力が得られた。このような状態、また発生したエネルギー量を考慮すると、常温核融合反応が起こったと考えられる。

１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ常温核融合装置
１３，１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ反応容器
２０電解液
２２，２２Ｃ正電極（加速用正電極）
２４，２４Ｃ負電極（加速用負電極）
６８，６８Ａ受光手段
１０２電源装置（第１電源装置）
１０６電圧調整手段
２１０参照用正電極
２１４参照用負電極
２１８電圧検知手段
２２０電解用正電極

Claims

反応容器内の電解液中に加速用正電極及び加速用負電極を設置するとともに、前記加速用正電極及び前記加速用負電極の近傍に電解液の電圧を検知するための参照用正電極及び参照用負電極を配置し、前記加速用正電極及び前記加速用負電極に反応電圧を印加して前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温核融合を発生させ、この常温核融合状態における電解液の電圧を前記参照用正電極及び前記参照用負電極を利用して検知し、前記参照用正電極及び前記参照用負電極間の参照電圧に基づいて反応電圧を制御して常温核融合状態を維持することを特徴とする常温核融合反応方法。
前記反応容器内に電解用正電極及び電解用負電極を設置し、前記電解用正電極及び前記電解用負電極間に電解電圧を印加して電解液中で予備電解を行い、その後前記加速用正電極及び前記加速用負電極の間の反応電圧を印加して前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温各融合状態を発生させることを特徴とする請求項１に記載の常温核融合反応方法。
前記加速用正電極に対応して前記電解用正電極を配設し、前記加速用正電極と前記電解用正電極との間に電解電圧を印加して前記加速用正電極を前記電解用負電極として機能させることを特徴とする請求項２に記載の常温核融合反応方法。
電解液を収容する反応容器と、前記反応容器内の電解液中に浸漬された加速用正電極及び加速用負電極と、前記加速用正電極及び前記加速用負電極に反応電圧を印加するための第１電源装置と、を備え、前記第１電源装置からの反応電圧を印加して前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温核融合を発生さる常温核融合反応装置であって、
前記加速用正電極及び前記加速用負電極の近傍に参照用正電極及び参照用負電極が配設され、前記第１電源装置は、電源からの電圧を調整するための電圧調整手段を含んでおり、前記参照用正電極及び前記参照用負電極は、常温核融合状態における電解液の電圧を検知し、前記電圧調整手段は、前記参照用正電極及び前記参照用負電極間の参照電圧に基づいて前記加速用正電極及び前記加速用負電極に印加される反応電圧を制御し、これによって、前記加速用正電極及び前記加速用負電極間の常温核融合状態が維持されることを特徴とする常温核融合反応装置。
前記反応容器内には、電解液中に浸漬されるように電解用正電極及び電解用負電極が設置され、更に、前記電解用正電極及び前記電解用負電極間に電解電圧を印加するための第２電源装置が設けられ、常温核融合反応を行うに際し、前記電解用正電極及び前記電解用負電極間に前記第２電源装置からの電解電圧が印加されて電解液中で予備電解が行われ、その後前記加速用正電極及び前記加速用負電極の間に前記第１電源装置からの反応電圧が印加されて前記加速用正電極及び前記加速用負電極間に常温各融合状態が発生することを特徴とする請求項４に記載の常温核融合反応装置。