JP5357358B1 - 燃料生成供給システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ブラウンガス発生装置は、電解槽2内で、正負の電荷がそれぞれ付与される一対の主極板3、3と、主極板3、3の間で静電誘導される1又は複数の誘導極板4が、水Wに浸かった状態で配備され、主極板3、3及び誘導極板4それぞれの間で水Wを電気分解して、ブラウンガスBを発生させ、主極板3、3及び誘導極板4それぞれは、互いにスペーサ5を介して接続され、スペーサ5を取り付けるスペーサ取付部6と、スペーサ取付部6に対して撓曲可能な可撓部7を有する。燃料生成供給システムは、ブラウンガス発生装置であるブラウンガス発生部1を有する。
【選択図】図2
Description
このブラウンガス生成装置は、水を収容するとともに、水を分解して水素ガス及び水素ガスからなるブラウンガスを生成する電極を備えた水電解槽と、前記電極に電流を供給する電源手段と、前記水電解槽内の水の水温を測定する第1の測定手段と、前記電極に加えられる電流又は電圧を測定する第2の測定手段と、前記水電解槽内で発生したブラウンガスの量を測定する第3の測定手段とを有する。
更に、特許文献1のブラウンガス生成装置は、前記水電解槽内の水を冷却する冷却手段や、前記第1、第2及び第3の測定手段による測定結果を取得し、測定結果に応じて前記電源手段が前記電極に供給する電流又は電圧の値及び水温を決定し、決定した値の電流又は電圧を出力するように前記電源手段に命令するともに、前記決定した水温となるように前記冷却手段を駆動させる制御手段と、ガス発生効率を最適状態に管理制御するコントロール機能をも有する分だけ、装置の大型化が避けられない。
更に同時に、主極板3、3だけでなく、その間で静電誘導される誘導極板4の表裏にも、正負の電荷がそれぞれ付与されるため、水素、酸素等(ブラウンガスB)を発生させ得る極板の面積が増えると共に、スペーサ取付部6に対して撓曲可能な可撓部7が、水Wを電気分解させるために、主極板3、3に電圧をかける(電流を流す)ことで振動し得て、この振動により、主極板3、3及び誘導極板4の表面で気泡になった水素、酸素等が、それぞれの極板3、4から離れやすくなり、常に次々と、水Wが、ブラウンガスBを発生させ得る極板3、4の表面に触れることとなるため、「ブラウンガス生成効率の向上」も可能となる。
つまり、「装置の簡素化・コンパクト化」と「ブラウンガス生成効率の向上」の両立を実現する。
尚、「ブラウンガス」とは、酸水素ガス、HHOガスとも呼ばれ、本発明における「水素を含むブラウンガスB」とは、少なくとも水素を含むガスであって、水素(H2 )の他、酸素(O2 )や、オゾン(O3 )等を含んでいても構わない。
更に、ブラウンガス発生部1で一旦発生させたブラウンガスBを逃がすことなく、より高密度に何度も液体燃料Eに再混合させることが可能となる。
これに加えて、この再混合中は、ブラウンガス発生部1を休止させることが出来、その分、ブラウンガス発生部(ブラウンガス発生装置)1の消費電力を削減できる。
尚、本発明における「液体燃料E」とは、常温(例えば、JIS−Z−8703による20℃±15℃の温度範囲)で液体の燃料であって、重油、灯油、ガソリン、軽油、原油など炭素の鎖状連結した液体の石油系燃料(化石燃料)や、炭素を含むメタノール、エタノールなどのアルコール類、ナタネ油、松根油、廃食用油の油類のこと等を言う。
<第1実施形態>
図1には、本発明の第1実施形態に係る燃料生成供給システム20が示されている。
この燃料生成供給システム20は、本発明に係る燃料生成供給システム20のブラウンガス発生装置(以下、ブラウンガス発生部)1からのブラウンガスBと、従来の液体燃料Eを混合した混合燃料Mを生成し、外部へ供給するシステムである。
この他の構成は、既設の燃焼装置100を説明した後に述べる。
図1に示されたように、燃料生成供給システム20は、既設の液体燃料Eの燃焼装置100に取り付けられる。
既設の燃焼装置100は、従来の液体燃料Eを貯蔵する燃料タンク101と、この燃料タンク101から液体燃料Eを送る燃料路102と、この燃料路102の最下端側に連結され且つ液体燃料Eを噴射させる噴燃ポンプ103と、この噴燃ポンプ103から噴射された液体燃料Eを燃焼させるボイラー104を有している。
尚、燃料弁105は、液体燃料Eの供給をON/OFFする仕切弁であったり、液体燃料Eの流量を調整する流量調整弁であっても構わない。
燃料路102における流量計106の下流側、つまり、流量計106と噴燃ポンプ103の間に、本発明の燃焼生成供給システム20を連結することとなる。
又、燃料路102の一部は、可撓性のあるホースやチューブ等で構成されていても良く、逆に、可撓性のない管等で構成されていても構わない。
図1に示す如く、燃料生成供給システム20は、上述したブラウンガス発生部1、混合器8、混合タンク9、供給経路10、再混合経路11の他に、以下の構成を有する。
燃料生成供給システム20は、既設の燃焼装置100の燃料路102から液体燃料Eを分岐させる分岐具21と、この分岐具21で分岐された液体燃料Eを混合タンク9へ送る供給ポンプ(タンクポンプ)22及びタンク路23と、混合タンク9内の液体燃料E又は混合燃料Mを混合器8を経て混合タンク9へ循環させる循環ポンプ(ループポンプ)24及びループ路25と、混合器8で混合させるブラウンガスBをブラウンガス発生部1から供給するガス路26と、このガス路26の途中に設けられたブラウンガスBを貯蔵するガスタンク27と、混合タンク9からガス路26に合流して混合器8に繋がるリサイクル路28と、混合タンク9から供給経路(サプライ路)10を経て混合燃料Mを燃料路102に合流させる合流具29とを有している。
図1に示されたように、分岐具21は、既設の燃焼装置100の燃料路102における流量計106の下流側に設けられている。
分岐具21は、流量計106の直下流側に設けられた基元弁21aと、この基元弁21aの下流側で液体燃料Eを燃料生成供給システム20と噴燃ポンプ103へと流れを分ける分岐部材21bと、この分岐部材21bにおける燃料生成供給システム20への下流側に設けられたシステム弁21cと、この分岐部材21bにおける噴燃ポンプ103への下流側に設けられた噴燃弁21dを有している。
又、システム弁21cの更に下流側(タンク路23側)に、もう1つ弁を備えていても良い(図示省略)。
更に、燃焼装置100の燃料路102の一部が、可撓性のあるホース等で構成されている場合には、このホース等と噴燃弁21dとの間に、継手を設けていても構わない(図示省略)。
図1で示した如く、供給ポンプ22は、分岐具21のシステム弁21cから混合タンク9までを繋ぐタンク路23の中途に設けられている。
具体的には、タンク路23では、上タンク連結材23a、上タンク弁23b、供給ストレーナ23c、上タンク圧力計23d、供給ポンプ(タンクポンプ)22、下タンク圧力計23e、中タンク弁23f、下タンク弁23g、下タンク連結材23hが、上流側からこの順で設けられている。
この上タンク連結材23aの下流側には、ボール弁等で構成される上タンク弁23bが設けられ、この上タンク弁23bの下流側には、供給ポンプ22前で液体燃料Eから固形成分(ゴミ、不純物等)を取り除くために用いる網状の器具である供給ストレーナ23cが設けられている。
この供給ストレーナ23cの下流側で且つ供給ポンプ22の上流側(つまり、供給ストレーナ23cと供給ポンプ22の間)には、上タンク圧力計23dが設けられ、供給ポンプ22の入力22aに入る液体燃料Eの圧力を測定できる。
尚、供給ポンプ22は、トロコイド(登録商標)ポンプのように、歯車のかみ合わせを使うその他のギアポンプをはじめ、ネジポンプやピストンポンプなどの容積ポンプ、又は、羽根状の回転子を使う非容積(ターボ形)ポンプ等であっても良い。
尚、供給ポンプ22の動力源は、何れのものでも構わないが、例えば、商用電源(コンセント)や、発電機、電池等であっても構わない。又、上述の噴燃ポンプ103や後述の循環ポンプ24の電源も同様である。
ここで、タンク路23における上タンク弁23b、中タンク弁23f、下タンク弁23gの各弁も、上述した電磁弁やボール弁以外に、液体燃料Eの供給をON/OFFする仕切弁や、液体燃料Eの流量を調整する流量調整弁であっても構わない。
この下タンク連結材23hは、パイプ等の部材であって、下タンク弁23gから上方に延設され、混合タンク9の上部からその内部に入った後、その下端は、混合タンク9の内底面近傍まで下方に延設している。
又、供給ポンプ22と下タンク圧力計23eとの間に、開閉自在な排出口を設けていても良く(図示省略)、更に、上タンク連結材23aと分岐具21のシステム弁21cとの間や、上タンク連結材23aと上タンク弁23bとの間、下タンク弁23gと下タンク連結材23hとの間に、継手を設けていても構わない(図示省略)。
図1に示したように、混合タンク9は、燃料生成供給システム20で生成される混合燃料Mを貯蔵可能なタンクであると共に、既設の燃料タンク101からタンク路23を介して流れ込む液体燃料Eを貯蔵したり、混合器8でブラウンガスBが混合された混合燃料Mや、この混合燃料Mと燃料タンク101から追加された液体燃料Eが混ざったものを貯蔵することも可能である。
この混合燃料Mと液体燃料Eが混ざったものは、液体燃料Eの追加分だけブラウンガスBの溶存率が下がった混合燃料Mと言える。
よって、以下では、混合燃料Mのみと、混合燃料Mと液体燃料Eが混ざったものを含めて「混合燃料M」と呼び、混合燃料M、液体燃料Eの少なくとも一方を指すものを「混合燃料M等」と呼ぶ。
又、混合タンク9は、内部で貯蔵する混合燃料M等の量を測定する貯蔵量センサ9aを(例えば、略円柱状の混合タンク9の上部(上底面)に)備えており、この貯蔵量センサ9aによって、混合タンク9内の混合燃料M等が所定の一定量に保たれる。
尚、貯蔵量センサ9aは、混合燃料M等の一定量を保てるのであれば、何れの構成であっても構わないが、例えば、貯蔵量センサ9a自身から混合燃料M等の液面までの距離Dを測定するレベルセンサなどであっても構わない。
逆に、距離Dが、貯蔵量センサ9aから最低液面Lまでの距離DL より大きくなった場合には、貯蔵量センサ9aから供給ポンプ22へ、液体燃料Eの供給を開始させる信号が出力される。
ここで、最高液面Hとは、混合タンク9内で混合燃料M等の量が最も多い(つまり、最も高い)時の液面であり、最低液面Lとは、混合タンク9内で混合燃料M等の量が最も少ない(つまり、最も低い)時の液面である(図1参照)。
又、混合タンク9の底部(外底面)には、ループ路25の一端(入口)が連結されており、このループ路25の入口の上方には、タンク路23における下タンク連結材23hの先端開口が位置している。
又、混合タンク9の側部(側周面)で且つループ路25の出口の上方には、供給経路(サプライ路)10の一端(入口)が連結されている。
図1で示した如く、循環ポンプ24は、混合タンク9の底部から混合器8を経て再び混合タンク9の側部に戻るループ路25の中途に設けられている。尚、循環ポンプ24は、混合器8より上流側に配置される。
具体的には、ループ路25では、上ループ弁25a、上ループ連結材25b、循環ストレーナ25c、上ループ圧力計25d、循環ポンプ(ループポンプ)24、中ループ弁25e、中ループ圧力計25f、混合器8、下ループ圧力計25g、下ループ連結材25h、下ループ弁25iが、上流側からこの順で設けられている。
この上ループ弁25aの下流側には、可撓性のホース等で構成される上ループ連結材25bが連結され、この上ループ連結材25bの下流側には、循環ポンプ24前で混合燃料M等から固形成分を取り除く循環ストレーナ25cが設けられている。
この循環ストレーナ25cの下流側で且つ循環ポンプ24の上流側(つまり、循環ストレーナ25cと循環ポンプ24の間)には、上ループ圧力計25dが設けられ、循環ポンプ24の入力24aに入る混合燃料M等の圧力を測定できる。
循環ポンプ24も、供給ポンプ22と同様に、外歯車と内歯車がかみ合って回転する内接歯車方式のトロコイド(登録商標)ポンプ等が用いられる。
尚、循環ポンプ24も、トロコイド(登録商標)ポンプ以外に、その他のギアポンプや、ネジポンプ、ピストンポンプなどの容積ポンプ、又は、非容積ポンプ等であっても良い。
この中ループ圧力計25fの下流側には、後に詳述する混合器8が設けられ、この混合器8の下流側には、混合器8から出てきた混合燃料M等の圧力を測定する下ループ圧力計25gが設けられている。
ここで、ループ路25における上ループ弁25a、中ループ弁25e、下ループ弁25iの各弁も、上述した仕切弁やボール弁の他、電気的な信号でON/OFFする電磁弁や、混合燃料M等の流量を調整する流量調整弁であっても構わない。
更に、循環ポンプ24と中ループ弁25eとの間に、開閉自在な排出口を設けていても良く(図示省略)、上ループ弁25aと上ループ連結材25bとの間や、上ループ連結材25bと循環ストレーナ25cとの間、下ループ圧力計25gと下ループ連結材25hとの間、下ループ連結材25hと下ループ弁25iとの間に、継手を設けていても構わない(図示省略)。
図1における混合器8は、内面に螺旋状の凹部が形成された管体を有していて、この管体の上流側の液体入口8aに、循環ポンプ24の出力24bから吐き出された混合燃料M等が流れ込む。
混合器8の管体における側周面の気体入口8bには、上述したガス路26の下流端が連結され、管体の内部にブラウンガスBが吸い込まれる(ベンチュリ効果)。
尚、混合器8内における混合燃料M等とブラウンガスBの旋回の回転数は、ナノバブルを生成できるのであれば、特に限定されないが、例えば、毎秒400回以上600回以下の回転数でも良い。
又、混合器8は、ブラウンガスBを、混合燃料M等の中で、ナノバブル化できるのであれば、上記のような管体やファン等によって渦流を発生させる方法(気液剪断法)だけでなく、フィルタを用いる細孔法であったり、加圧溶解法、衝撃波法、超音波法などによって、ナノバブル化しても良い。
一方、混合器8では、ナノブラウンガスばかりではなく、バブル径が1000nmより大きい気泡も生成される(尚、ナノブラウンガスのバブルより大きい気泡で構成されるブラウンガスBを、非ナノブラウンガスとする)。
この他にも、微細化した気泡の特徴としては、気泡内部の圧力が高いこと、長く又は半永久的に液中に残存すること等がある。
つまり、混合器8によって、混合燃料M等に混合させたブラウンガスBの気泡うち、バブル径が所定の大きさ以上のものは、上昇して混合燃料M等から抜けて、混合タンク9内で溜まることとなる。
詳しく述べれば、表面張力とは、分子同士が引き合って凝縮しようとする力であり、液滴であれば、球形になろうとする。
これは、混合燃料M等の中の気泡であっても、混合燃料M等とブラウンガスBとの界面に働く表面張力によって球形になろうとすることは同様である。
この電荷の濃縮が、ブラウンガスBの気泡の界面で起こるため、気泡球の反対側同士の電荷間に働く静電気的な反発力が働いて、所定のバブル径より気泡が縮小することを妨げる。
このように、バブル径が1nm以上1000nm以下で安定した気泡(ナノバブル)で構成されたナノブラウンガスを、混合燃料M等に混合させることで、ナノブラウンガスは、1ヶ月、時には数ヶ月間以上もの長期にわたって、混合燃料M等の中で存在する。
図1に示すように、ガス路26は、後で詳述するブラウンガス発生部1から混合器8までを繋いでおり、このガス路26の中途にガスタンク27が設けられている。
具体的には、ガス路26では、ガス連結材26a、ガスタンク27、上ガス弁26b、フィルタレギュレータ26c、中ガス弁26d、ニードル弁26e、下ガス弁26f、ガス合流部材26gが、上流側からこの順で設けられている。
ガスタンク27は、ブラウンガス発生部1で発生されるブラウンガスBを貯蔵するタンクであり、ガスタンク27の形状も、特に限定されるものではないが、例えば、縦長の略円柱状等であっても良い。
ガスタンク27(例えば、側周面の下部)には、ブラウンガスBを排出するガス排出弁27aが設けられていても良い。
この上ガス弁26bの下流側には、混合器8に入る前でブラウンガスBからゴミ、不純物等を取り除くために用い且つ混合器8に入るブラウンガスBの圧力を所定の値に調節するフィルタレギュレータ26cが設けられている。
この下ガス弁26fの下流側には、混合タンク9と混合器8を繋ぐリサイクル路28と合流するガス合流部材26gが設けられ、このガス合流部材26gの下流側、つまり、ガス路26の最下流側が、混合器8に連結している。
又、ガス連結材26aは、可撓性のあるチューブ等で構成されていたが、ガスタンク27から混合器8までのガス路26も、可撓性のあるチューブ等で構成されていても良く、可撓性のあるホースや、逆に、可撓性のない管等であっても構わない。
更に、ガス連結材26aとブラウンガス発生部1との間や、ガス連結材26aとガスタンク27との間、ガスタンク27と上ガス弁26bとの間、ニードル弁26eと下ガス弁26fとの間、ガス合流部材26gと混合器8との間に、継手を設けていても構わない(図示省略)。
図1で示す如く、リサイクル路28は、混合タンク9からガス路26のガス合流部材26gまでを繋いており、混合タンク9内で、混合燃料M(つまり、混合燃料M、又は、混合燃料Mと液体燃料Eが混ざったもの)から抜けて溜まったブラウンガスBを、混合器8で再びバブル化して、混合タンク9内からの混合燃料Mに再混合させるものである。
リサイクル路28の最も混合タンク9側(最上流側)は、混合タンク9における最高液面Hよりも上方で、混合タンク9の内部と連通している。
リサイクル路28は、その最下流側に、ボール弁等で構成されるリサイクル弁28aが設けられており、このリサイクル弁28aの下流側が、ガス路26のガス合流部材26gに連結している。
尚、本発明の再混合経路11は、これに限定されず、ループ路25と、ガス路26の一部を兼用するのではなく、再混合用に、別途、混合タンク9内で溜まったブラウンガスBを、混合タンク9内からの混合燃料Mに再混合して、混合タンク9に戻す経路や混合器、ポンプを設けていても良い。
又、リサイクル路28は、可撓性のあるチューブやホース等で構成されていても良く、逆に、可撓性のない管等であっても構わない。
更に、リサイクル路28の最上流側には、継手やボール弁等で構成される弁を設けたり、リサイクル弁28aとガス路26のガス合流部材26gとの間に継手を設けていたり、混合タンク9とリサイクル弁28aとの間に、ニードル弁が設けられていても構わない(図示省略)。
図1に示すように、供給経路(サプライ路)10は、混合タンク9から合流具29までを繋いでおり、混合タンク9内の混合燃料Mを、合流具29を介して、システム外へ送るものである。
供給経路10の最も混合タンク9側(最上流側)は、混合タンク9における最低液面Lよりも下方(の側周面)で、混合タンク9の内部と連通している。
具体的には、供給経路10では、上サプライ弁10a、サプライ連結材10b、下サプライ弁10c、合流具29が、上流側からこの順で設けられている。
このサプライ連結材10bの下流側には、仕切弁等で構成される下サプライ弁10cが設けられ、この下サプライ弁10cの下流側には、供給経路10からの混合燃料Mを、燃焼装置100の燃焼路102に合流させる合流具(合流部材)29が設けられている。
この合流具29は、本発明の燃料生成供給システム20の供給経路10と、既設の燃焼装置100とを連結すべく、燃料路102に下流側に設けられている。
又、供給経路10も、可撓性のあるチューブ等で構成されていても良く、逆に、可撓性のない管等であっても構わない。
更に、上サプライ弁10aとサプライ連結材10bとの間や、サプライ連結材10bと下サプライ弁10cとの間、更に、燃焼装置100の燃料路102の一部が、可撓性のあるホース等で構成されている場合には、このホース等と合流具29との間に、継手を設けていても構わない(図示省略)。
図1〜5には、燃料生成供給システム20のブラウンガス発生部1であるブラウンガス発生装置1が示されている。
このブラウンガス発生装置1は、水Wを電気分解して、ブラウンガスBを発生するものであって、この装置1で発生させたブラウンガスBが、ガス路26を介して混合燃料M等に混合される。
この他に、ブラウンガス発生装置1は、電解槽2内へ水Wを槽内へ送り込む吸入部材31と、電解槽2内で発生したブラウンガスBを装置外へ送り出す排出部材32と、各主極板3に電流を流す送電部材33と、一対の主極板3、3及び誘導極板4の間で水WとブラウンガスBを通す貫流部材34も有している。尚、ブラウンガス発生装置1は、電解槽2や、各部材31〜34を搭載する筐体を有していても良い。
図2〜5に示されたように、電解槽2は、主極板3、3及び誘導極板4を、水Wに浸かった状態で保持すると共に、内部の水Wの漏れ防止・各極板3、4の絶縁もするものであって、この電解槽2内部で、主極板3、3及び誘導極板4それぞれの間で水Wを電気分解して、ブラウンガスBを発生させる。
電解槽2は、主極板3、3及び誘導極板4を取り囲み且つ前後に開口した槽枠体35と、この槽枠体35の前後開口それぞれを塞ぐ一対の密閉板36、36と、この一対の密閉板36、36それぞれを覆う一対の外装板37、37と、これら外装板37、37を槽枠体35に取り付ける複数の固定具38を備えている。
図2〜5に示したように、槽枠体35は、正面視略矩形で前後開口(前開口35a、後開口35b)した環状の枠であって、前後開口35a、35b(枠内)の形状も、同じ正面視で略矩形である。
2つの開口35a、35bのうち、後開口35bの方が、前開口35aより小さくなるように、枠内面35cの後端部に、係止突条35dが後開口35bを取り囲むように設けられている。
又、枠内面35cの正面視形状は、主極板3、3及び誘導極板4の正面視形状と略相似形で且つ若干大きく形成されており(つまり、枠内面35cと、主極板3及び誘導極板4との間には、若干の隙間があり)、誘導極板4それぞれは、前開口35aのみから進入可能であると共に、後開口35bから脱落することはない。
よって、槽枠体35の正面視では、前段部35eと前端面35fと、枠内面35cの奥手側(後端部)に係止突条35dの前端面が見える。
尚、槽枠体35の前端面35fには、所定間隔を空けて、後述する後端面35iまで貫通する内固定孔35gが、複数設けられている。
よって、槽枠体35の背面視では、後段部35hと後端面35iと、枠内面35cの手前側(後端部)に係止突条35dの後端面が見える。
図2、3に示した如く、一対の密閉板36、36は、正面視で横長略矩形の板体であって、上述した槽枠体35の前後開口35a、35bを塞ぎ、電解槽2内部から水Wが漏れないよう電解槽2を密閉すると共に、密閉板36の内側に配備される主極板3に電流が流されるため、絶縁体の役割も果たす。
各密閉板36の大きさ・形状は、上述した槽枠体35の前後開口35a、35bを塞ぐために、槽枠体35の前後段部35e、35gの正面視形状と略相似形で且つ水Wが漏れない程度に若干小さく形成されている。
又、各密閉板36の正面視で略中央部には、左右方向に所定間隔をおいて一対の中電極孔36b、36bが、貫通状に形成されている。
一方、後開口35bを塞ぐ密閉板36は、中長孔36aが下部となる向きに、槽枠体35の後段部35hにはめ込む。
各密閉板36を、槽枠体35の各開口35a、35bに嵌めこむ際には、水Wの漏れを更に防止するため、シールをしていても良い。
各密閉板36の素材も、槽枠体35と共に主極板3、3及び誘導極板4を保持し、絶縁し得るのであれば、特に限定はないが、例えば、ポリアセタール(POM)などのエンジニアリング・プラスチックや、非晶ポリアリレート(PAR)などのスーパーエンジニアリング・プラスチックであっても良い。
図2、3に示した如く、一対の外装板37、37は、正面視で横長略矩形の板体であって、内部の各密閉板36を覆い、電解槽2の前後面を形成する。
各外装板37の大きさ・形状は、上述した槽枠体35の前後端面35f、35iの正面視形状と略同一に形成されている。
尚、このカバー37bの左右方向中央には、上述した吸入部材31、排出部材32が連結される。
又、各外装板37の正面視で略中央部にも、内部の密閉板36の中電極孔36b、36bと連通可能な位置に、左右方向に所定間隔をおいて一対の外電極孔37c、37cが、貫通状に形成されている。
前後の外装板37、37における各外固定孔37dを、槽枠体35の各内固定孔35gを前後から位置合わせした状態で、ボルト及びナットや、ワッシャ等の各固定具38によって、外装板37、37を、各主極板3、誘導極板4を進入させ且つ各密閉板36を嵌め込んだ槽枠体35に取り付けることが出来る。
又、各外装板37の外側面には、横長で平面視略台形のフィン(放熱板)37eが、上下方向に所定間隔をおいて複数設けられている。
又、各外装板37の素材は、槽枠体35と共に密閉板36を覆い、主極板3、3及び誘導極板4を保持し得るのであれば、特に限定はないが、例えば、ステンレス鋼、炭素鋼であっても良い。
図2〜5に示したように、一対の主極板3、3と、その間の1枚以上の誘導極板4は、正面視で横長略矩形の板体であって、上述したように、それぞれがスペーサ5を介して接続され、互いに略平行に並べて配置される。
一対の主極板3、3及び誘導極板4は、電解槽2内で水Wに浸かった状態で配備され、電解槽2内に進入させるだけによって、(つまり、各主極板3と誘導極板4における周縁が、電解槽2に固定されていない状態で)保持される。
具体的には、正の電荷が付与された主極板3に近い側の誘導極板4の面は、負の電荷が集まり(負に帯電し)、逆に、負の電荷が付与された主極板3に近い側の誘導極板4の面は、正の電荷が集まる(正に帯電する)。
このように、主極板3、3における内側の面と、各誘導極板4の表裏それぞれの面で、水Wを電気分解してブラウンガスBを発生させることが出来る。
尚、水Wは、不純物を含まない純粋な水(純水)や、水道水の他、水Wに電気を通し易くするために、水酸化カリウム(KOH)を加えても良く、又、加えるものとして、水酸化ナトリウム(NaOH)でも構わない。
更に、主極板3の素材としては、正の電荷を付与する主極板3として、チタン(Ti)や鉄(Fe)等の母材表面に、酸素ガス(O2 )発生の触媒となる酸化リチウム(Li2 O)等をメッキしたものを用いると共に、負の電荷を付与する主極板3として、チタン(Ti)や鉄(Fe)等の母材表面に、水素ガス(H2 )発生の触媒となるニッケル(Ni)や白金族元素(白金(Pt)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd))等をメッキしたものを用いても良い。
更に、誘導極板4の素材としては、チタン(Ti)等を母材とし、正の電荷を付与する主極板3側の(つまり、負の電荷が帯電する)面には、水素ガス(H2 )発生の触媒となるニッケル(Ni)等をメッキし、負の電荷を付与する主極板3側の(つまり、正の電荷が帯電する)面には、酸素ガス(O2 )発生の触媒となる酸化リチウム(Li2 O)等をメッキしたものを用いても良い。
つまり、前開口35aから前側の主極板3と各誘導極板4が枠内面35cに進入し、且つ、槽枠体35の後段部35h側から後側の主極板3が枠内面35cに進入するため、槽枠体35の前開口35a及び後段部35hの正面視形状と略相似形で且つ若干小さく形成されている。
尚、各誘導極板4には、この内長孔3aに連通する位置で且つ上部及び下部それぞれに、左右方向に所定間隔をおいて、一対の貫通孔4a、4aが略円形状に設けられており、この一対の貫通孔4a、4aに、後述する略筒状の貫流部材34が、それぞれ挿入される。
又、各主極板3の正面視で略中央部にも、外部の密閉板36の中電極孔36b、36bと連通可能な位置に、左右方向に所定間隔をおいて一対の内電極孔3b、3bが、貫通状に形成されている。
主極板3も、密閉板36、外装板37と同様に、前後の主極板3は同一の形状であって、前面側の主極板3は、内長孔3aが上部となる向きに配備され、一方、後面側の主極板3は、内長孔3aが下部となる向きに配備される。
又、誘導極板4の枚数は、1又は複数であって、特に限定されないが、例えば、10枚以上であっても良い。
これらの誘導極板4と、これら誘導極板4を挟む一対の主極板3、3は、互いにスペーサ5を介して接続されていて、主極板3、3と誘導極板4は、このスペーサ5を取り付けるスペーサ取付部6と、このスペーサ取付部6以外の可撓部7を有している。
図2〜4に示したように、スペーサ5は、略円環状の部材であって、主極板3や誘導極板4の前面、後面の上下方向及び左右方向における略中央部に、所定間隔をおいて、複数取り付けられている(例えば、縦横2×4個等)。
スペーサ5の外径・内径は、主極板3や誘導極板4に対して、複数取り付けられるのであれば、特に限定はないが、例えば、スペーサ5の外径は、20mm以上40mm以下であったり、スペーサ5の内径は、当然に、外径よりも小さい値で且つ5mm以上30mm以下であっても良い。
スペーサ5の厚み(高さ又は軸方向長さ)は、主極板3と誘導極板4の間隔、及び、各誘導極板4同士の間隔と同じ値になるが、この値も特に限定はなく、例えば、0.8mm以上3.0mm以下であっても良く、又、主極板3と誘導極板4より若干厚いものとしても構わない。
又、スペーサ5の素材は、接続する主極板3や誘導極板4間を絶縁し(短絡を防ぎ)得て且つ各極板3、4同士の接続状態を維持できるのであれば、何れの素材でも構わないが、例えば、ポリアセタール(POM)などのエンジニアリング・プラスチックや、非晶ポリアリレート(PAR)などのスーパーエンジニアリング・プラスチックであっても良い。
従って、主極板3、3及び各誘導極板4における略中央部(スペーサ取付部6)以外の周端部(略中央部を取り囲む部分)は、上述したように、主極板3、3及び誘導極板4の周縁が電解槽2に固定されていないため、スペーサ取付部6(略中央部)に対して前後方向に撓むことが可能となっている。
すなわち、主極板3、3及び各誘導極板4は、周端部に、可撓部7を有している。
つまり、正に帯電した主極板3の最も近くには、負に帯電した誘導極板4の面が存在し、以下、正負が交互に、各誘導極体4の表裏面に現れ、負に帯電した主極板3の最も近くには、正に帯電した誘導極板4の面が存在する。
従って、正に帯電した主極板3に最も近い誘導極板4は、最も遠い負に帯電した主極板3よりも、当然、正に帯電した主極板3に引っ張られる。
これは逆に、負に帯電した主極板3に最も近い誘導極板4は、最も遠い正に帯電した主極板3よりも、当然、負に帯電した主極板3に引っ張られることも意味する。
よって、誘導極板4の可撓部7は、それぞれ、近い方の主極板3側(つまり、前後方向外側)に撓む。
これは、主極板3、3に流される電流が、交流(商用電流など)であっても同様で、例えば、正に帯電した主極板3側に引っ張られた誘導極板4の可撓部7は、正負が逆転する際の電流が0になる瞬間に、可撓部7の撓みもほぼ無くなるが、当該主極板3が逆に負に帯電した時には、静電誘導によって、当該誘導極板4の当該主極板3に近い側の面が正に帯電するため、やはり、当該主極板3側に、当該誘導極体4の可撓部7は撓む。
すなわち、電流の正負が切り替わるごとに、可撓部7における撓みの有無が切り替わるつまり、振動する。
又、主極板3、3に流される電流がパルス電流なども同様で、パルスの変化に合せて、可撓部7が振動する。
尚、誘導極板4における貫通孔4a、4aには、略筒状の貫流部材34がそれぞれ挿入されているが、この貫流部材34と誘導極板4との間には、図5に示すように、隙間4bが生じるように、各貫通孔4aは、貫流部材34の断面より少なくとも縦横何れかが若干大きめに形成されている。
この隙間4bにより、たとえ貫流部材34が挿入されていても、誘導極板4が撓むことが可能となる。
これと同時に、主極板3、3だけでなく、その間で静電誘導される誘導極板4の表裏にも、正負の電荷がそれぞれ付与されるため、水素、酸素等(ブラウンガスB)を発生させ得る極板の面積が増えるため、「ブラウンガス生成効率の向上」も可能となる。
更に、上述のスペーサ5、スペーサ取付部6及び可撓部7によって、接続された主極板3、3及び誘導極板4は、簡素化された構造のため、従来のブラウンガス発生装置(図10参照)のように、1つ1つの電極板に正又は負の端子を接続する必要がなく、主極板3、3及び誘導極板4のそれぞれを、近接させることも可能となって、「装置の簡素化・コンパクト化」が図れる。
つまり、「装置の簡素化・コンパクト化」と「ブラウンガス生成効率の向上」の両立を実現する。
又、仮に、誘導極板4が、1枚だけであっても、一対の主極板3、3間の中間位置から前後何れかにずらして配備すれば、上述の可撓部7の振動は起こる。
この膨張・収縮について詳解すれば、水素等の気泡の表面積は、気泡自体が膨張時には、当然、収縮時の表面積より大きくなる。ここで、気泡へ出入りする気体(水素等)の量は、気泡の表面積に比例するので、膨張時に気泡に入ってくる気体の量は、収縮時に気泡から出て行く気体の量より多い。
従って、振動の周期ごとに、気泡は膨張していく。
このように成長していく気泡のうち幾つかは、ついに気泡自身を維持できない臨界的な大きさまで膨張し、一気に水Wが気泡内に突入して圧縮破壊される。
この圧縮破壊される気泡は、非常に一瞬で微小なものではあるが、瞬間的に高温・高圧(例えば、数千度、100気圧から1000気圧等)を微小な領域に生じさせる。
このような気泡の圧縮破壊によって生じた熱等によっても、周囲の水Wが分解され、非常に反応性の高い水素イオン(H+ )、水酸化物イオン(OH- )が生成される。
これらの反応性の高いイオンによって、水素(H2 )や酸素(O2 )の他に、オゾン(O3 )等が形成される場合もある(水素イオン(H+ )、水酸化物イオン(OH- )、オゾン(O3 )、水蒸気(H2 O)、過酸化水素(H2 O2 )等も、ブラウンガスBに含まれ得る)。
図1〜3に示された如く、ブラウンガス発生装置1における吸入部材31は、水Wを電解槽2内へ吸入するものである。
具体的には、吸入部材31では、水タンク31a、吸入連結材31b、吸入路31cが、上流側からこの順で設けられている。
この吸入連結材31bの下流側には、水Wを電解槽2まで送る吸入路31cが連結され、この吸入路31cの下流側(つまり、電解槽2に最も近い側)が、電解槽2における後面側の外装板37のカバー37bに連通している。
更に、水タンク31aと吸入連結材31bとの間、吸入連結材31bと吸入路31cとの間に、継手を設けていても構わない(図示省略)。
図1〜3に示されたように、ブラウンガス発生装置1における排出部材32は、電解槽2内のブラウンガスBを装置外へ送り出すものである。
具体的には、排出部材32では、排出路32aと、この排出路32aに設けられたセパレータ32bが設けられている。
この排出路32aは、電解槽2の前側の外装板37における法線方向に沿って、前方へ略直進した後、上方へ延びている。
このセパレータ32bは、排出路32aの直進部分から湾曲した配管を経て略円柱形の部材であって、排出路32aの直進部分を通るブラウンガスB内の不純物を取り除くことと共に、水W中に溶解していて電気分解により電解槽2内で析出した固形成分のほか、電解槽2内では、気体となった水蒸気(H2 O)、過酸化水素(H2 O2 )が排出路32aの直進部分を通るうちに液体となったものを分離する(気液分離)の役割も果たす。
図2、3に示す如く、ブラウンガス発生装置1における送電部材33は、一対の主極板3、3それぞれに正負の電荷を付与する(電流を流す)ものである。
送電部材33は、各主極板3に導通する端子33aと、この端子33aに接続されて電力を送電するコード33bを有している。
この端子33aは、各主極板3の略中央部を、電解槽2に対して取り付ける役割もしており、主極板3の略中央部が、スペーサ5を介して誘導極板4に接続されていることから、主極板3、3及び誘導極板4は、電解槽2の内部で、宙吊りとなっている。
この宙吊りの状態により、主極板3、3及び誘導極板4における可撓部7の撓みを、槽枠体35が妨げることはなく、主極板3、3及び誘導極板4において、上下端部及び左右端部の周端部すべてが可撓部7と成り得る。
尚、ボルトの頭部及びねじ胴部と、主極板3、密閉板36、外装板37の間には、シールなどで、電解槽2から水WやブラウンガスBが漏れない処理(シール等)がされている。
主極板3、3に流す電流は、上述したように、直流電流や交流電流、パルス電流の他、三角波状に変化する電流であっても構わない。
又、これらの電流を流す電源は、特に限定はないが、ブラウンガス発生装置1の筐体に内蔵されていても良く、その他、商用電源(コンセント)や、別途の発電機、電池などであっても良い。
更に、電源から電圧を変える変圧器や、直流を交流、又は、交流を直流に変換する装置(コンバータ)を備えていても良い。
図2〜5に示されたように、ブラウンガス発生装置1における貫流部材34は、吸入部材31からの水Wを、一対の主極板3、3及び誘導極板4の間まで通し、一対の主極板3、3及び誘導極板4の間で発生したブラウンガスBを排出部材32まで通すものである。
詳解すれば、貫流部材34は、電解槽2の後側の吸入部材31から、後側の主極板3と誘導極板4の間まで入ってきた水Wを、当該主極板3より前方(内側)にある誘導極板4同士の間、及び、最も前方の誘導極板4と前側(排出部材32側)の主極板3との間に入れるものである。
これと共に、貫流部材34は、電解槽2の後側(吸入部材31側)の主極板3と誘導極板4との間、及び、誘導極板4同士の間で発生したブラウンガスBを、電解槽2の前側(排出部材32側)の主極板3と誘導極板4の間まで通し、電解槽2の前側の排出部材32から出すものである。
よって、誘導極板4の下部に挿入された貫流部材34は、主に水Wを通し、誘導極板4の上部に挿入された貫流部材34は、主にブラウンガスBを通す。
尚、貫流部材34の切欠部34aは、下部の貫流部材34は下方に向いて、又、上部の貫流部材34は上方に向いて配備されている。
これによって、貫流部材34を通る水Wは、誘導極板4同士の間で、下へ抜け易くなり、貫流部材34を通るブラウンガスBは、誘導極板4同士の間で、上へ抜け易くなる。
又、貫流部材34は、左右一対に設けられているため、水Wは、下部の貫流部材34により、ブラウンガスBは、上部の貫流部材34により対流することも可能である。
上述してきたブラウンガス発生装置(ブラウンガス発生部)1を有する第1実施形態の燃料生成供給システム20は、従来の液体燃料Eから、より燃焼効率の高い混合燃料M(気気液ミックスエナジー(出願商標))を生成し、燃焼装置(ボイラー104等)に供給することが可能となる。
図6に示すように、燃料生成供給システム20によって生成・供給される混合燃料Mの燃焼具合は、従来の液体燃料E(灯油)のみの燃焼よりも、炎が白く、より完全に燃焼していることがわかる。
ここで、灯油等の液体燃料Eの分子は、炭素原子(C)と水素電子(H)の組み合わせであり、炭素原子(C)が鎖状に連鎖した主鎖を有しているが、この主鎖において、炭素原子(C)が連鎖すればするほど、酸素原子(O)との反応が不十分になる点を鑑みれば、本発明のように、1nm以上1000nm以下(ナノサイズ)のブラウンガスBを液体燃料Eに混合させることで、液体燃料Eの分子(炭素原子(C)の主鎖)に、炭素原子(C)よりも反応速度の速い(例えば、7倍以上10数倍以下)水素原子(H)を近づけることが可能となって、炭素原子(C)の主鎖のそばで水素原子(H)が激しい酸化反応を起こす(燃焼する)ことにより、主鎖である炭素原子(C)自体の酸化反応(燃焼)を誘引します。
更には、この燃焼の誘引・酸化反応が、連続的に起こるために、液体燃料Eにおける炭素原子(C)の燃焼が確実に起こり、より完全燃焼に近づいて、燃焼効率が大幅に向上する。
液体燃料EとブラウンガスBの混合割合について述べれば、例えば、燃料生成供給システム20の混合器8において、液体入口8aから、液体燃料Eを1分間に10リットルを流し込み、気体入口8bから、ブラウンガスBが50リットルを吸い込ませる。
この工程を、混合タンク9内における10リットルの液体燃料Eに対して、ループ路25及び混合器8を通って、連続2工程繰り返すことで、2工程終了後の混合タンク9内における10リットルの液体燃料Eは、合計100リットルのブラウンガスBを、混合器8によって、混合(接触)させることとなる。
しかし、本発明の第1実施形態に係る燃料生成供給システム20による混合燃料Mを用いた場合を述べると、例えば、当該2台のボイラーは、1時間当たり80リットルの重油を消費することから、上述と同じく、重油10リットルに対して、合計100リットルの割合で、ブラウンガスBを混合させるとすれば、ブラウンガス発生部(ブラウンガス発生装置)1は、「1時間当たり800リットル」のブラウンガスBを発生(消費)させることとなる。
このとき、既に、重油10リットルに対して合計100リットルも混合(接触)させているため、ループ路25における循環ポンプ24は、1時間中作動していなくとも良く、1時間のうち30分だけ循環ポンプ24(及びブラウンガス発生装置1)を作動させ、残り30分は、循環ポンプ24(及びブラウンガス発生装置1)は停止させる(休ませる)ことが出来る。
従って、ブラウンガス発生装置1が発生させるブラウンガスBの量も略半分となって、「1時間当たり450リットル」であれば良い。
尚、ブラウンガス発生装置1を、1時間作動させて2000リットルのブラウンガスbを発生させる場合に7.0kWを消費するのであれば、1時間当たり1250リットルのブラウンガスBを発生させる時の消費電力は、7.0×(1250/2000)=4.375≒4.38kW、つまり、「1時間当たり4.36kW」となる。
尚、10リットルの液体燃料E(重油)に対して、何リットルのブラウンガスBを混合させるかについて言及すれば、当然、多くのブラウンガスBを混合させると、燃焼効率は上がるものの、その分、消費電力も上がる。
そこで、混合器8では、10リットルの液体燃料Eに対して、1リットル以上1000リットル以下のブラウンガスBを混合させることとすれば良く、好ましくは、30リットル以上500リットル以下、更に好ましくは、50リットル以上300リットル以下である。
重油とブラウンガスBの混合には、まず、重油80リットルを、既設の燃料タンク101から混合タンク9まで供給ポンプ22で汲み上げなくてはならず、この供給ポンプ22の汲み上げ速度が、1分当たり5リットルであれば、16分間作動させる必要がある。
この供給ポンプ22を1時間作動させた場合に0.2kWを消費するのであれば、16分間の消費電力は、0.2×(16分/60分)=0.0533・・・≒0.05kWとなる。
従って、供給ポンプ22及び循環ポンプ24で消費される電力は、「1時間当たり0.25kW」となる。
つまり、本発明の燃料生成供給システム20のブラウンガス発生装置1と2つのポンプ22、24で消費される電力は、4.38+0.25=4.63(つまり、1時間当たり4.63kW)、そして、当該2台のボイラーは、1日10時間作動させるため、を用いた場合、『1日で46.3kW』の電力を消費する(電気料金単価が1kW当たり18円であれば、46.3×18=833.4≒833となり、1日で833円の電気代となる)。
しかし、本発明の燃料生成供給システム20を用いれば、重油が20%は削減されて、「1日で640リットル」で済み(重油単価を、同様に1リットル当たり90円とすれば57600円の燃料費)、833円の電気代を足しても『1日58433円』しかかからない。
従って、1日当たり重油160リットルの省エネ、13567円のコスト削減となる。
図7には、本発明の第2実施形態に係る燃料生成供給システム20が示されている。
この第2実施形態において第1実施形態と最も異なるのは、再混合経路11が設けられていない点である。
詳解すれば、第2実施形態は、ループ路25、ガス路26は有しているものの、リサイクル路28を有していない。
詳解すれば、分岐具21では、システム弁21cが、電磁弁とボール弁とを1組として構成されており、噴燃弁21dも、同様である。
タンク路23においては、上タンク弁23bが、供給ストレーナ23cの下流側で且つ上タンク圧力計23dの上流側(つまり、供給ストレーナ23cと上タンク圧力計23dとの間)に設けられると共に、下タンク弁23gが、電磁弁とボール弁とを1組として構成されている。
合流具29では、燃料路102との接続する側に、ボール弁と電磁弁が、新たに設けられていると共に、燃料生成供給システム20側に、供給経路10の最下流側の下供給弁10cの更に下流側で且つ合流具29自体の上流側(供給経路10の下供給弁10cと合流具29との間)に電磁弁が、新たに設けられている。
その他の燃料生成供給システム20、及び、ブラウンガス発生装置1の構成、作用効果及び使用態様は、第1実施形態と同様である。
図8には、本発明の第3実施形態に係る燃料生成供給システム20が示されている。
この第3実施形態における最も大きな特徴は、ブラウンガスBを、液体ではなく、従来の気体燃料Aと混合させる点である。
ここで、本発明における「気体燃料A」とは、常温(例えば、JIS−Z−8703による20℃±15℃の温度範囲)で気体の燃料であって、プロパン(C3 H8 )、ブタン(C4 H10)などを主成分とした液化石油ガス(LPG)、メタン(CH4 )などを主成分とした天然ガス(LNG)、ジメチルエーテル等を言う。
第3実施形態の燃料生成供給システム20は、既設の気体燃料Aの燃焼装置200に取り付けられるため、まず、既設の燃焼装置200に言及する。
既設の燃焼装置200は、従来の気体燃料Aを貯蔵する気体タンク201と、この気体タンク201から気体燃料Aを送る気体路202と、この気体路202の最下流側に連結され且つ気体燃料Aを燃焼させる気体ボイラー203を有している。
この気体タンク201の下流側における気体路202では、気体タンク201の側周面に、ボール弁等で構成される上エア弁202aが設けられている。
この上エア弁202aの下流側には、気体ボイラー203に入る前で気体燃料Aからゴミ、不純物等を取り除くために用い且つ気体ボイラー203に入る気体燃料Aの圧力を所定の値に調節する気体フィルタレギュレータ202bが設けられている。
既設の燃焼装置202では、このエア可変絞り弁202dの下流側には、直ぐに、気体ボイラー203が設けられている。
ここで、気体路202における上エア弁202a、中エア弁202cの各弁も、上述したボール弁や電磁弁の他、仕切弁であっても構わない。
第3実施形態の燃料生成供給システム20は、上述した既設の燃焼装置200の気体路202におけるエア可変絞り弁202dの直下流側に設けられたエア混合器8’と、このエア混合器8’の下流側に設けられ且つ仕切弁等で構成される上ミックス弁202eと、この上ミックス弁202eの下流側に設けられた混合気体タンク202fと、この混合気体タンク202fに設けられた気体排出弁202gと、混合気体タンク202fの下流側に設けられ且つボール弁等で構成される下ミックス弁202hとを有する。
これと共に、第3実施形態は、第1実施形態と同様に、ブラウンガス発生部(ブラウンガス発生装置)1と、このブラウンガス発生部1からエア混合器8’まで延びるガス路26とを有している。
ここで、第3実施形態のガス路26においては、第1実施形態のようにニードル弁26eではなく、その位置には、ガス可変絞り弁26e’を設けている。
又、エア混合器8’は、上下有底状の略円筒体に対して、円筒断面の接線方向に沿って、ガス路26及び気体路202を取り付け、ブラウンガスBと気体燃料Aそれぞれを、略円筒体内部で、サイクロン様に旋回させて、筒軸方向に設けられた排出管で、ブラウンガスBと気体燃料Aの混合燃料(混合気体)M’を排出する構成としても構わない。
混合気体タンク202fの底部(外底面)には、下方に延びる脚部や、混合気体M’を排出する気体排出弁202gが設けられていても良い。
又、混合気体タンク202fの外周面上部には、下ミックス弁202hを経て、気体路202の続きが連結されている。
更に、気体路202におけるエア可変絞り弁202dからエア混合器8’までの間、ガス路26におけるガス可変絞り弁26e’からエア混合器8’までの間、下ミックス弁202hから気体ボイラー203までの間は、可撓性のあるホースやチューブ等、又は、ホース、チューブ等の両端に継手を備えた構成とされていても良く、逆に、可撓性のない管等で構成されていても構わない。
尚、既設の気体燃料Aの燃焼装置200は、混合気体タンク201fや、気体排出弁202g、下ミックス弁202hを有さなくとも良い。
又、燃焼生成供給システム20における吸入部材31は、吸入連結部材31bを有していない。
その他の燃料生成供給システム20、及び、ブラウンガス発生装置1の構成、作用効果及び使用態様は、第1実施形態と同様である。
第3実施形態の燃料生成供給システム20は、従来の気体燃料Aから、より燃焼効率の高い混合気体M’(気気液ミックスエナジー(出願商標))を生成し、燃焼装置(気体ボイラー203等)に供給することが可能となる。
図9に示すように、燃料生成供給システム20によって生成・供給される混合気体M’の燃焼具合は、従来の気体燃料A(プロパンガス)のみの燃焼よりも、炎が大きく、更に紫がかっており、より完全に燃焼していることがわかる。
更には、気体燃料Aのみの燃焼温度は、605℃を示している(図9(a))が、混合気体M’の燃焼温度は、850℃までと、より上昇しており(図9(b))、炎前方にある鉄棒の先端が赤くなっていることからもわかる。
従って、炭素原子(C)からなる主鎖を持たない(メタン(CH4 )か、又は、非常に短い(プロパン(C3 H8 )、ブタン(C4 H10))気体燃料Aであっても、ブラウンガスBを混合することによって、炭素原子(C)よりも反応速度の速い水素原子(H)を多くすることが可能となって、燃焼の誘引・酸化反応を、連続的に起こすことが出来、気体か液体かを問わず、従来の燃料における燃焼効率を向上させることが出来る。
気体燃料AとブラウンガスBの混合気体M’における燃焼効率の向上について述べれば、例えば、プロパンコンロ上に、水10kgを入れた丸缶を置き、コンロ点火後の10kgの水の温度と経過時間を測定すると、従来の気体燃料(プロパンガス)Aの場合には、水温を9.1℃から90.0℃まで上昇させるには、36分19秒かかり、そのときにつかったプロパンガスは、液体時の重量で「140g」となる。
しかし、本発明の第3実施形態に係る燃料生成供給システム20による混合気体M’を用いた場合を述べると、例えば、ブラウンガス発生部(ブラウンガス発生装置)1から1分当たり5.8リットルのブラウンガスBを発生・混合させた際には、水温を9.1℃から90.0℃まで上昇させるには、31分33秒で済み、そのときにつかったプロパンガスは、液体時の重量で「115g(プロパンガス消費量を、17.86%削減)」となる。
又、ブラウンガス発生部1から1分当たり9.9リットルのブラウンガスBを発生・混合させた際には、水温を9.1℃から90.0℃まで上昇させるには、28分47秒で済み、そのときにつかったプロパンガスは、液体時の重量で「105g(プロパンガス消費量を、25.00%削減)」となる。
更には、ブラウンガス発生部1によるブラウンガスBの発生・混合させた量を、1分当たり12.9リットルまで上げると、水温を9.1℃から90.0℃まで上昇させるには、27分20秒まで短縮され、そのときにつかったプロパンガスは、液体時の重量で「95g(プロパンガス消費量を、32.14%削減)」となる。
従って、本発明の燃料生成供給システム20は、従来の気体燃料Aと、ブラウンガスbを混合させた場合にも、燃焼効率の向上、消費する燃料量(コスト)の削減、省エネが図れる。
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。燃料生成供給システム20等の各構成又は全体の構造、形状、寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することが出来る。
燃料生成供給システム20におけるブラウンガス発生装置1の台数は、1台でなく、複数台であっても良い。
燃料生成供給システム20における混合器8、混合タンク9、供給経路10、再混合経路11等は、筐体の中に設けられていても構わない。
誘導極板4が、複数である場合に、これら複数の誘導極板4のうち、1枚だけは、貫流部材34との間の隙間4bを設けず、当該誘導極板4以外の誘導極板4には、縦横いずれにも隙間4bを設けることとしても良い。
又、貫流部材34を有さず、貫流部材34が誘導極板4に挿入されていなくとも良い。
又、スペース5は、主極板3、3及び誘導極板4を上端部同士で接続し、その隣りにある主極板3、3及び誘導極板4では下端部同士で接続するように、上下ジグザグに、スペーサ取付部6(つまり、可撓部7)を設けるように接続しても良い。
更に、スペース5は、主極板3、3及び誘導極板4を左右ジグザグに、可撓部7を設けていても構わない。
2 電解槽
3、3 一対の主極板
4 誘導極板
5 スペーサ
6 スペーサ取付部
7 可撓部
8 混合器
9 混合タンク
10 供給経路
11 再混合経路
20 燃料生成供給システム
W 水
B ブラウンガス
E 液体燃料
M 混合燃料
Claims (2)
- 電解槽(2)内で水(W)を電気分解して、水素を含むブラウンガス(B)を発生するブラウンガス発生装置における前記電解槽(2)内には、正負の電荷がそれぞれ付与される一対の主極板(3、3)と、この一対の主極板(3、3)の間で静電誘導される1又は複数の誘導極板(4)とが、前記水(W)に浸かった状態で配備され、
前記一対の主極板(3、3)及び誘導極板(4)それぞれの間で水(W)を電気分解して前記ブラウンガス(B)を発生させていて、
前記一対の主極板(3、3)及び誘導極板(4)それぞれは、互いにスペーサ(5)を介して接続されていると共に、前記スペーサ(5)を取り付けるスペーサ取付部(6)と、このスペーサ取付部(6)に対して撓曲可能な可撓部(7)とを有しているブラウンガス発生装置であるブラウンガス発生部(1)を有した燃料生成供給システムであって、
前記ブラウンガス発生部(1)で発生したブラウンガス(B)をバブル化して液体燃料(E)に混合した混合燃料(M)を生成する混合器(8)と、この混合器(8)で生成した混合燃料(M)を貯蔵可能な混合タンク(9)と、この混合タンク(9)内の混合燃料(M)をシステム外へ送る供給経路(10)とを有し、
前記混合タンク(9)内で混合燃料(M)から抜けて溜まったブラウンガス(B)を前記混合器(8)で再びバブル化して、前記混合タンク(9)内からの混合燃料(M)に再混合した混合燃料(M)を生成し、且つ、この再混合した混合燃料(M)を前記混合タンク(9)に戻す再混合経路(11)も有していることを特徴とする燃料生成供給システム。 - 前記混合器(8)は、10リットルの前記液体燃料(E)に対して、1リットル以上1000リットル以下の前記ブラウンガス(B)を混合させていることを特徴とする請求項1に記載の燃料生成供給システム。
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