JP3018790U - 加水エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境保護に寄与する加水エンジン。 【構成】 微粒子の銅合金焼結体を電極として化学反応
表面積を無限大まで増加し、化学反応中の触媒に活性反
応を加速させ、これにより大量に酸素、水素ガス、酸素
と水蒸気の混合ガスを発生し、さらに濾水器で水蒸気を
除去し、さらにアセトン槽を経て炭素を除去し、さらに
マイクロコンピュータポート制御を組み合わせて乾燥し
た水素、酸素ガスと空気の混合比率をを制御し、並びに
添加時間を正して一個の電気遮断制御系統を加え、さら
に圧力制御と一つの多段式逆火装置を経て、さらにエン
ジンに導入し、酸素、水素ガスと空気の混合ガスに点火
し燃焼させてエネルギーを発生させ、エンジンを運転さ
せる、一種の酸素、水素ガスを大量に発生させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は一種の加水エンジン、特に環境保護に寄与するものであって、微粒子 の銅合金焼結体を電極として化学反応表面積を無限大まで増加し、化学反応中の 触媒に活性反応を加速させ、これにより大量に酸素、水素ガス、酸素と水蒸気の 混合ガスを発生し、さらに濾水器で水蒸気を除去し、さらにアセトン槽を経て炭 素を除去し、さらにマイクロコンピュータポート制御を組み合わせて乾燥した水 素、酸素ガスと空気の混合比率をを制御し、並びに添加時間を正して一個の電気 遮断制御系統を加え、さらに圧力制御と一つの多段式逆火装置を経て、さらにエ ンジンに導入し、酸素、水素ガスと空気の混合ガスに点火し燃焼させてエネルギ ーを発生させ、エンジンを運転させる、一種の酸素、水素ガスを大量に発生させ る環境保護加水エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に用いられているオイルガス混合燃焼のエンジンは、その燃焼後に発生す る廃ガス中に大量の燃焼不完全な一酸化炭素ＣＯと炭化水素化合物（ＣｘＨｙ） を含有する。この一酸化炭素及び炭化水素化合物の発生は空気を甚だしく汚染し 、特に最近では徐々に大気層中のオゾン層を破壊してオゾン層に発生したホール がゆっくりと拡大し、このために大気層が地球への紫外線の照射を遮断できなく なり、これが地球全体の温室効果を導き、地球の気候の平衡を破壊し、この結果 地球に及ぼされる天災による毎年の死者の数は数えきれないものとなっている。 このため、環境問題を改善する鍵となる石油に代わる新たなエネルギー源の研究 に巨万の経費がかけられている。その一貫として、現在電動自動車や太陽エネル ギー等のエネルギー源に対する研究が進められているが、実用的な段階には至っ ていない。 以上のような現状から、本考案者は新エネルギー源の問題について研究を重ね 、従来のエンジンをわずかに改造して再利用でき、エネルギー発生効率が一般の オイルガス混合燃焼方式より優れて環境保護に寄与し、資源回収、再利用及び経 済的な効果が得られ、実施上困難でない、電解式エンジンを求めて本考案を提出 するに至った。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の主な目的は、銅合金微粒子燃結技術を利用し、化学電解反応中の電解 液の電極との接触面積を無限大まで増加し、これにより化学電解に活性反応を加 速させ、電解液を電解して大量の水素酸素ガスを発生し、並びにエンジン室に導 入して燃焼効果を得、その発生する排気ガスを僅かに水蒸気を含むものとし、故 に完全に空気汚染問題を発生せず、且つその電解液を水酸化カリウム（ＫＯＨ） と水の混合液となして、根本的にいかなる石油化学製品も添加する必要がなく、 消費コストが極めて低く、相対的に経済的な効果を高め、社会に寄与するところ の大きい、加水エンジンを提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案の加水エンジンは、純水貯蔵タンク、水酸化カリウム貯蔵タンク、電解 槽、吸水合金焼結体、水素ガス及び酸素ガス液化貯蔵タンク、濾水器、アセトン 槽、ポンプポート制御部、熱交換器、転化調節器、圧力制御部、マイクロコンピ ュータ及びエンジンより構成され、その中、該純水貯蔵タンク及び水酸化カリウ ム貯蔵タンクの下方に一自動ポンプが設けられ、マイクロコンピュータの制御に より自動的に純水と水酸化カリウムを抽出して上記電解槽中に添加すると共に、 マイクロコンピュータにより水酸化カリウム濃度を所定の範囲内に制御し、その 特徴は、 該電解槽は電解室とガス室の二部分に分けられ、該電解室の外側は一層の放熱 絶縁層で包覆されると共に、該放熱絶縁層の外側はステンレスケーシングで覆わ れ、その下方には一不純物槽が設けられ、該不純物槽下方には一排水口が設けら れ、電解槽は一アース線に外接し、該電解室の中空収容部には相互に重ね置かれ た一吸水合金焼結体が設けられ、該吸水合金焼結体は銅或いはニッケル合金で直 径の微細な珠を製造してこの珠を高圧成形機中に置き入れ、合金の配列方式を最 緊密な状態となして後、高周波炉に入れるか或いは大電流を流して瞬間的に１５ ００〜２０００℃以上に加熱し、各珠を相互に連結させて一体となし、その表面 積を無限大として電解反応の促進に使用するものとされ、該吸水合金焼結体は陽 極と負極の電極とし電流を流して電解液に通電して反応を進行し、大量の水素ガ ス及び酸素ガスを発生するのに用いられ、 電解液が発生した水素ガス及び酸素ガスは上昇してガス室に入り、該ガス室中 に設けられた上下に間隔を開けて設けられた若干の滴水板により、水蒸気がガス 室にて凝結して水滴となり、斜板に沿って電解室中に戻され、 最後に、乾燥した水素ガス及び酸素ガスは濾水器、アセトン槽を経て水分と炭 素が除去され、さらに熱交換器による冷却を経て液態となった後、マイクロコン ピュータに制御されるポートに進入し、水素ガス及び酸素ガスの混合比の計算に 基づき、圧力制御を経て後、混合ガスは所定の混合比でエンジン室に流入して燃 焼し、爆発して推力を発生し、エンジンを運転させる。

【０００５】

【作用】

本考案の提供する加水エンジンは、純水貯蔵タンク、水酸化カリウム貯蔵タン ク、電解槽、銅合金焼結体、酸素、水素ガス液化保存タンク、濾水器、アセトン 槽、ポンプポート制御部、熱交換器、転化調整器、圧力制御部、マイクロコンピ ュータ制御部及びエンジンより構成され、該純水貯蔵タンクと水酸化カリウム貯 蔵タンクの下方に一自動ポンプが設けられ、マイクロコンピュータ制御により自 動的に純水と水酸化カリウムを抽出して電解槽中に添加することができ、並びに マイクロコンピュータにより水酸化カリウムの濃度を所定の範囲内に制御し、特 に、特徴を有する。即ち、該電解槽は電解室とガス室の二部分に分けられ、該電 解室の外側は一層の放熱絶縁層で包覆され、並びに絶縁層外はステンレス製ケー シングで覆われ、その下方に一不純物槽が設けられ、該不純物槽の下方には一排 出口が設けられ、電解槽には一アース線が外接され、該電解室の中空収容部には 相互に重ね置かれた銅合金焼結体が設けられる。該銅合金焼結体は銅合金で僅か な直径の小珠を設けて該小珠を高圧の成形型の中に置き入れ、その合金の配列方 式を最も緊密にし、さらに高周波炉或いは大電流放電を経て５００〜２０００℃ 以上に瞬間加熱し、各小珠を相互にチェーン状に連結して一体とし、これにより 表面エネルギー量が大きく表面積が無限大の特性を持たせたものであり、電解反 応を加速することができる。銅合金焼結体は陽極と負極の電極とされ、並びに電 解液に通電して反応が進行され、大量の酸素、水素ガスを発生する。

【０００６】 さらに、電解により発生する酸素、水素ガスは上昇してガス室に入り、該ガス 室中の上下に間隔を開けて斜めに設けられた若干の滴水板が、水蒸気を凝結して 水滴となし、該水滴は斜板をつたって電解室中に滴回する。 最後に、乾燥した酸素、水素ガスを濾水器、アセトン槽を経て水分と炭素を除 き、さらに熱交換器の冷却を経て液態とし、さらにマイクロコンピュータ制御の ポートに進入し、水素と酸化水素の混合比が計算され、さらに圧力制御された混 合ガスが均等にエンジン室に流入して燃焼し、爆発推力を発生してエンジンを運 転させる。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案の加水エンジンの望ましい実施例の構造表示図である。その中、 純水貯蔵タンク１０は純水１１を保存するためのタンクであり、電解時の水分除 去が非常に速やかに行われるため、これには常時純粋１１を加入する必要があり 、並びに水酸化カリウムの電解槽２０中の濃度を調整する。該純水貯蔵タンク１ ０上方には一つの純水添加孔１００が設けられ、その下方には一自動ポンプ１３ が設けられ、純水１１が不足している時には自動的に純水１１を純水貯蔵タンク １０中に抽出して電解槽２０中に添加する。このほかに一つの水酸化カリウム貯 蔵タンク１２が設けられ、その下方にも一つの自動ポンプ１３’が設けられ、マ イクロコンピュータ６５により電解槽２０中の水酸化カリウム濃度を制御して反 応速度を高める目的を達成する。その中、抽出された純水１１は、さらに一つの 進水弁１５を経て純水１１の補充添加時機が制御された後、電解槽２０中に注入 される。

【０００８】 その中、電解槽２０は電解室２００とガス室２８の二部分に分けられ、該電解 室２００は電解槽２０の下半部にあり、ガス室２８は電解槽２０の上方にある、 その中該電解室２００の外側は一層の放熱絶縁層２１で包覆され、該放熱絶縁層 ２１は放熱効果の高い材質で製造され、電流の外への導通を隔絶する。その下方 には一つの不純物槽２４が設けられて不純物や沈殿物を収容する。該不純物槽２ ４には一放出口２５が設けられ、ここより不純物及び沈殿物を排出し、さらに一 つのアース線２６が外接し、もって余分の電流を地面に逃す。電解室２００の中 央収容部分には相互に重ね置かれた一銅合金焼結体２２が設けられ、該銅合金焼 結体２２は銅合金を主として採用し、銅合金で直径の微小な銅珠を製造し、該銅 珠を予め設計された型中に置き入れ高圧成形機で成形して銅珠の配列方式を最も 緊密に接触するのが望ましく、このため各一つの銅珠の外側には１２粒の銅珠が 連接するのがよく、さらに高周波炉で５００〜２０００℃まで加熱するか或いは 瞬間的に大電流短絡放電を行い瞬間的に高温を発生し、これにより各一つの銅珠 を相互にぶつけ、これにより一粒一粒を連接して結合させ一体となし、以上のよ うに該銅合金焼結体２２を形成する。

【０００９】 本考案の銅合金焼結体２２の構造は、円筒形状の開口を下に向け、相互に同心 に重ね置いて一体とすると共に、内層と外層の間は不接触としたものである。周 知のとおり、銅は本来ある種の触媒活性を有し、銅珠を粒子とした銅合金焼結体 について言うと、表面積は非常に大きく、表面のエネルギー量は極めて大きく、 熱伝導性が良好で活性も強い（反応性が大きい）特徴を有する。

【００１０】 該銅合金焼結体２２は図１に示されるように、外から内に４層を有し、外から 内に第１、３層と陽極は連接し、第２、４層は負極と連接し、ゆえに陽極と負極 の電極板の形成は、ある適当な距離の空隙をもって成される。この時電解液は電 解室２００中に満たされ、該電解液は水酸化カリウム及び水の混合液より組成さ れ、銅合金焼結体２２の特性により、水酸化カリウムと水分子構造より銅合金焼 結体２２の空隙より小さいため、電解液もまた銅合金焼結体２２中に満たされ、 故にこれは吸水性合金焼結体と称することができる。電解の表面積は無限大に相 当するため、電極板の陽極と負極の間に１２ボルトの電池２個を加え、電池２７ に２４ボルトの電圧を発生させ、並びに大電流の通電の下で、銅に触媒の活性を 加え、ゆえに反応は速やかに進行する。該電解液中の無腐食性、無毒性の水酸化 カリウムは中アルカリ性に属し、故に水と混合後は弱アルカリ性を形成し、この 混合電解液の弱アルカリ状態は、電解の良好な環境に適する。この時電解液は分 解して水酸イオンをなし、水素イオンは負極に向かい、酸素イオンは陽極に向か い、電極板により水酸素イオンに中和反応を進行させ、酸素と水素ガスを発生し 、電解液が蒸発した水蒸気は上昇し、銅合金焼結体２２の水素及び酸素ガスは、 水蒸気を銅合金焼結体２２の空隙中に残し、よって第１次の水蒸気濾過機能を得 る。一方水素と酸素ガスは上昇してガス室２８に入り、ガス室２８中の上下に間 隔をあけて設けられた若干の滴水板２９の作用により第２次の水蒸気濾過機能を 得て水蒸気を滴水板２９の下方に凝結し、並びに下方の電解室２００中に戻す。 電解槽２０の外面は一つのケーシング２３で覆われる。該ケーシング２３は衝撃 に耐え耐熱のステンレス３１６Ｌを材質とするのが望ましい。

【００１１】 電解槽２０の上方には一排気口が設けられ、水素ガスと酸素ガスはこの排気口 より濾水器３０に導入され、濾水器３０内部には一濾水板３１が設けられ、濾水 器３０の腰部側面には一排水口３２が設けられ、該排水口３２は濾水器３０中の 水量の検出を経て水量がある程度になると自動排水を行う。これが第３次の水蒸 気濾過機能とされる。但し、水素ガス及び酸素ガスは排出しない。

【００１２】 水素ガス及び酸素ガスは上昇してアセトン槽４０に至る。該アセトン槽４０の 目的は水素ガス及び酸素ガス中の炭素を除去することであり、この炭素は水の不 純物が発生したものである。炭素を除去した後には燃焼がさらに完全となり並び にエンジン８０を保護することができ、炭素の堆積作用を発生せず、エンジン８ ０の寿命を保持する。アセトン槽４０のもう一つの目的は水素ガス及び酸素ガス の温度を下げることである。

【００１３】 水素ガス及び酸素ガスはアセトン槽４０から離れた後、熱交換器４９に進入し 凝結して液体とされ、さらにポート制御部５０に進入し、該ポート制御部５０は マイクロコンピュータ６５によりポート開閉を制御し、並びにマイクロコンピュ ータ６５により水素ガス及び酸素ガスの圧力及びその混合比を計算し、同じ混合 比で水素ガス及び酸素ガスの混合ガスを圧力筒、即ち水素ガス及び酸素ガス液化 貯蔵タンク６１に進入させて保存する。この水素ガス及び酸素ガス液化貯歳タン ク６１は、安全な気密タンクであり、その上には安全限量装置６２が配備され、 液体が圧縮されて水素ガス及び酸素ガス液化貯蔵タンク６１に進入し８０％の安 全限量に達した時には、自動的に信号をマイクロコンピュータ６５に送り、マイ クロコンピュータ６５が電気遮断系統を制御し、電解槽２０中の電池２７を切る 或いは開ける動作を行わせ、電解室２００中に水素ガス及び酸素ガスの供給の有 無を制御する。もし液体圧力が８０％の安全制限量を超過した時には、下方の洩 圧弁６３より超量の液体ガスを排出し、もし意外な外力の衝撃を受けた場合にも 鋼瓶は２０％の受空間を有しているために破裂することがなく、衝撃力が大きす ぎる時には洩圧弁６３により簡単に排出する。

【００１４】 該水素ガス及び酸素ガスは圧力制御部６０を経て水素ガス及び酸素ガスの圧力 が制御され混合比が一定とされて流通し、圧力限度設定の後、弁を制御して開け 機体を通過させた後に閉じ、気体を転化調節器５１に進入させる。この時液体の 水素ガス及び酸素ガスは転化調節器５１を経て水タンクの熱水に摂氏、転化調節 器５１は注射管により非常に小さい孔６６より液化水素ガス及び液化酸素ガスを 注入し、この小さい気泡は熱板に完全に吸収され、１００％の熱伝導を行い、さ らにばねによりピストン６８に付勢して水素ガス及び酸素ガスの注入圧力を保持 し、この圧力が液体圧力を超過して気体が昇圧して圧力限度に至ると再び開いて 気体を放出し、さらに混合気体に一多段式逆火装置７０を通過させる。該装置は 周知の構造であるため、ここでは説明は省略するが、その作用は燃焼炎を戻さな いことであり、全体系統の安全を確保することである。

【００１５】 最後に乾燥した水素ガス及び酸素ガスをエンジン８０の進気口７９（或いはキ ャブレータの噴油ノズル）に導入する。ジェットエンジンとなす場合には転化調 節器５１は必要なく、もし４ストロークエンジンとなすならば、図３に示される ようにそれはクランクシャフト８１、ピストン８２及び進気ポート８３を有し、 該混合ガスは進気ポート８３を経て燃焼室８５に進入し、この時ポート制御部５ ０により、燃焼室８５に進入する乾燥した水素ガス及び酸素ガスは要求された混 合比率に符合するものとされ、その後圧縮され、さらに点火系統のスパークプラ グにより点火されて爆発し、ピストン８２を押し下げ、クランクシャフト８１を 回転させ、同時にシリンダの推進を経て真空と成し、進気ポート８３を引き開け る（ベンチュリー効果原理）。これは一般の自動車動作に同じため詳しい説明は 省略するが、その作用は再度水素ガス及び酸素ガスを引き入れ、重複駆動させ、 エンジンを運転させることであり、最後に燃焼後の生成物である水蒸気は排気管 ９０より排出される。

【００１６】

【考案の効果】

本考案は単にエネルギー源を節約する突破口となるばかりでなく、以下のよう な効果を有する。 １．銅合金焼結体を採用して電解液と電極板の接触面積を無限大とし、これに より電解反応速度を速め、このために大量に水素ガス及び酸素ガスの乾燥混合気 体を大量に製造することができる。 ２．本考案は三層の濾水装置、即ち第１層の電解槽中の多層構成による銅合金 焼結体による水蒸気濾過装置、第２層の滴水板により水蒸気を凝結して電解槽中 に戻す装置、第３層の濾水器、を有し、水蒸気濾過機能に優れている。 ３．アセトン槽を有して炭素を除去し、これによりエンジン燃焼後の炭素堆積 を防止し、エンジンを清潔に保つ。 ４．多段式逆火装置により、逆炎による危険を防止する。 ５．燃料として使用する水酸化カリウムは非常に廉価であり、且つ使用後には 半年毎に水酸化カリウムと水の混合液体を添加するだけでよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の望ましい実施例の系統表示図である。

【図２】本考案の望ましい実施例の動作フローチャート
である。

【図３】本考案の望ましい実施例の自動車エンジン構造
図である。

【符号の説明】

１０・・・純水貯蔵タンク １００・・・純水添加孔
１１・・・純水 １２・・・水酸化カリウム貯蔵タンク １３、１３’・
・・自動ポンプ １５・・・進水弁 ２０・・・電解槽 ２００・・・
電解室 ２１・・・放熱絶縁層 ２２・・・銅合金焼結体 ２３
・・・ケーシング ２４・・・不純物槽 ２５・・・排出口 ２６・・・ア
ース線 ２７・・・電池 ２８・・・ガス室 ２９・・・滴水板
３０・・・濾水器 ３１・・・濾水板 ３２・・・排水口 ４０・・・アセ
トン槽 ４９・・・熱交換器 ５０・・・加圧ポンプポート制御
部 ５１・・・転化調節器 ６０・・・圧力制御部 ６１・・・水素ガス及び酸素ガ
ス液化貯蔵タンク ６２・・・安全限量装置 ６３・・・洩圧弁 ６５・・・マイクロコンピュータ ６６・・・熱化調節
器入口 ６８・・・ばね付勢ピストン ７０・・・多段式逆火装置 ７８・・・水素ガス及び酸
素ガスポート ７９・・・進気口（キャブレータ或いは噴油ノズル） ８０・・・エンジン ８１・・・クランクシャフト ８
２・・・ピストン ８３・・・進気ポート ８５・・・燃焼室 ９０・・・
排気管

Claims (7)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 純水貯蔵タンク、水酸化カリウム貯蔵タ
   ンク、電解槽、吸水合金焼結体、水素ガス及び酸素ガス
   液化貯蔵タンク、濾水器、アセトン槽、ポンプポート制
   御部、熱交換器、転化調節器、圧力制御部、マイクロコ
   ンピュータ及びエンジンより構成され、その中、該純水
   貯蔵タンク及び水酸化カリウム貯蔵タンクの下方に一自
   動ポンプが設けられ、マイクロコンピュータの制御によ
   り自動的に純水と水酸化カリウムを抽出して上記電解槽
   中に添加すると共に、マイクロコンピュータにより水酸
   化カリウム濃度を所定の範囲内に制御し、その特徴は、 該電解槽は電解室とガス室の二部分に分けられ、該電解
   室の外側は一層の放熱絶縁層で包覆されると共に、該放
   熱絶縁層の外側はステンレスケーシングで覆われ、その
   下方には一不純物槽が設けられ、該不純物槽下方には一
   排水口が設けられ、電解槽は一アース線に外接し、該電
   解室の中空収容部には相互に重ね置かれた一吸水合金焼
   結体が設けられ、該吸水合金焼結体は銅或いはニッケル
   合金で直径の微細な珠を製造してこの珠を高圧成形機中
   に置き入れ、合金の配列方式を最緊密な状態となして
   後、高周波炉に入れるか或いは大電流を流して瞬間的に
   １５００〜２０００℃以上に加熱し、各珠を相互に連結
   させて一体となし、その表面積を無限大として電解反応
   の促進に使用するものとされ、該吸水合金焼結体は陽極
   と負極の電極とし電流を流して電解液に通電して反応を
   進行し、大量の水素ガス及び酸素ガスを発生するのに用
   いられ、 電解液が発生した水素ガス及び酸素ガスは上昇してガス
   室に入り、該ガス室中に設けられた上下に間隔を開けて
   設けられた若干の滴水板により、水蒸気がガス室にて凝
   結して水滴となり、斜板に沿って電解室中に戻され、 最後に、乾燥した水素ガス及び酸素ガスは濾水器、アセ
   トン槽を経て水分と炭素が除去され、さらに熱交換器に
   よる冷却を経て液態となった後、マイクロコンピュータ
   に制御されるポートに進入し、水素ガス及び酸素ガスの
   混合比の計算に基づき、圧力制御を経て後、混合ガスは
   所定の混合比でエンジン室に流入して燃焼し、爆発して
   推力を発生し、エンジンを運転させる、加水エンジン。
2. 【請求項２】 前記電解液は水酸化カリウムと水の混合
   液とされる、請求項１に記載の加水エンジン。
3. 【請求項３】 吸水合金焼結体は銅合金とされる、請求
   項１に記載の加水エンジン。
4. 【請求項４】 吸水合金焼結体の構造は円筒形状とさ
   れ、それは同心に重ね合わせて一体としたものとされ
   る、請求項１に記載の加水エンジン。
5. 【請求項５】 水酸化カリウムと水分子構造は吸水合金
   焼結体の間隙より小さく設けられる、請求項１に記載の
   加水エンジン。
6. 【請求項６】 電源は二つの１２ボルトのバッテリーと
   される、請求項１に記載の加水エンジン。
7. 【請求項７】 噴射管内には百個の細小な噴射孔が設け
   られる、請求項１に記載の加水エンジン。