JP6105131B2 - Hydrogen torch - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、水素トーチに関する。 Embodiments of the invention relate to a hydrogen torch.
オリンピックで用いられる聖火トーチや国体で用いられる炬火トーチなどのトーチは、先端側に火炎を形成している。トーチランナーは、先端側に火炎を形成した状態のトーチを把持しながら走り、トーチをリレーする。 A torch such as a torch used in the Olympics and a bonfire torch used in the national body forms a flame on the tip side. The torch runner runs while holding the torch with a flame formed on the tip side, and relays the torch.
このようなトーチには、炭化水素系の液体燃料が使用されている。そして、トーチは、その内部に液体燃料を充填した燃料タンクを備える。燃料タンク内の燃料は、燃料流路を介してトーチの先端に設けられたノズルに供給される。そして、トーチは、ノズルの先端に形成した火炎を保持する。 A hydrocarbon-based liquid fuel is used for such a torch. The torch includes a fuel tank filled with liquid fuel. The fuel in the fuel tank is supplied to a nozzle provided at the tip of the torch via the fuel flow path. The torch holds a flame formed at the tip of the nozzle.
上記したように、従来のトーチには、炭化水素系の燃料が用いられている。炭化水素系の燃料が燃焼すると、二酸化炭素や煤などの微粒子が生成される。そのため、トーチランナーの健康や環境に悪影響を与えることがある。 As described above, a hydrocarbon-based fuel is used in the conventional torch. When the hydrocarbon fuel burns, fine particles such as carbon dioxide and soot are generated. As a result, the health and environment of the torch runner may be adversely affected.
本発明が解決しようとする課題は、二酸化炭素や煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a clean hydrogen torch that does not discharge fine particles such as carbon dioxide and soot.
実施形態の水素トーチは、筒状の筐体と、前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給し、水素吸蔵合金を収容する水素タンクと、前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルとを備える。さらに、水素トーチは、前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、前記ノズルの下流に設けられ、焼成した炎色反応物質を具備するメッシュ状の炎色反応体とを備える。 The hydrogen torch according to the embodiment is provided with a cylindrical casing, a hydrogen tank that is provided in the casing, supplies hydrogen fuel, and stores a hydrogen storage alloy, and is provided on a front end surface of the casing. And a nozzle for jetting. Further, a hydrogen torch connects the hydrogen tank and the nozzle, a hydrogen flow path for supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle, and provided in the hydrogen flow path, from the hydrogen tank to the nozzle An adjustment valve that adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied to the nozzle, and a mesh-like flame reactant that is provided downstream of the nozzle and includes a fired flame reactant .
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成を模式的に示す図である。図1では、説明の便宜上、部分的に断面を示している。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the hydrogen torch 1 according to the first embodiment. In FIG. 1, a cross section is partially shown for convenience of explanation.
図1に示すように、水素トーチ1は、筒状の筐体2と、筐体2内に設けられ、水素燃料を供給する水素タンク3を備える。さらに、水素トーチ1は、筐体2の先端面7に設けられ、水素タンク3内の水素燃料を噴出するノズル4と、水素タンク3とノズル4とを連結し、水素タンク3内の水素燃料をノズル4に供給する水素流路5と、水素流路5に設けられ、水素タンク3からノズル4に供給される水素燃料の流量を調整する調整バルブ6とを備える。
As shown in FIG. 1, the hydrogen torch 1 includes a
筐体2は、例えば、図1に示すように、細長い筒体で構成される。筐体2の先端部および後端部は、それぞれ閉鎖されている。なお、例えば、筐体2の先端部は、内部に構成部品を収容後、閉鎖される。
For example, as shown in FIG. 1, the
筐体2は、例えば、先端部の先端面7の面積が、後端部の後端面8の面積よりも大きく構成されている。すなわち、図1に示す断面において、筐体2は、逆円錐台状の形状を有している。なお、筐体2の形状は、これに限られたものではない。
For example, the
また、筐体2の中心軸方向に垂直な断面における筐体2の形状は、特に限定されるものではない、この断面における筐体2の形状として、例えば、円形、楕円形、三角形、四角形、多角形などが挙げられる。
In addition, the shape of the
水素タンク3は、水素トーチ1の燃料となる水素燃料を蓄積している。そして、水素燃料のタイプに応じて、水素タンクの形態は適宜選択される。水素タンクが水素燃料を貯蔵している場合、水素タンクは、例えば、水素燃料としての気体の水素(以下、水素ガスという)や液体の水素を収容している低圧タンクや高圧タンク、水素燃料としての気体の水素を吸蔵している水素吸蔵合金を収容しているタンクなどが挙げられる。
The
水素吸蔵合金としては、マグネシウム合金などの既知の水素吸蔵合金を使用することができる。また、水素吸蔵合金から水素燃料である水素ガスを放出する方法は、特には限定されず、既知の放出方法を用いることができる。 As the hydrogen storage alloy, a known hydrogen storage alloy such as a magnesium alloy can be used. Further, a method for releasing hydrogen gas, which is hydrogen fuel, from the hydrogen storage alloy is not particularly limited, and a known release method can be used.
筐体2の先端面7に設けられるノズル4は、水素流路5内を通って水素タンク3から供給される水素燃料を筐体2の外部に向かって噴出する。ノズル4の形状は、特に限定されるものではないが、水素燃料の出口である先端部に単一の孔を備えた単孔ノズル、水素燃料の出口である先端部に複数の孔を備えた多孔ノズルなどを使用することができる。多孔ノズルの場合、ノズルの先端面を閉鎖して、ノズルの先端側の側面に噴出孔を形成されてもよい。また、2重管によって形成される環状の噴出口を有するノズル形状としてもよい。
The
水素流路5は、例えば、水素タンク3の先端面7側とノズル4の後端面8側とを連結している。この水素流路5は、水素タンク3からノズル4に水素燃料を供給できればよく、例えば、配管などで構成される。
The
調整バルブ6は、水素流路5に設けられる。この調整バルブ6の構成は、特には限定されず、水素流路5内を通って水素タンク3からノズル4に供給される水素燃料の流量を調整できればよい。調整バルブ6は、例えば、水素タンク3内の圧力を一定に保ち、水素流路5内の圧力を制御する、保圧弁などから構成される。
The
また、調整バルブ6は、筐体2の内部に設けられてもよい。また、調整バルブ6の調整部は、使用者が外部から直接調整できるように設けられてもよい。この場合、調整バルブ6の調整部は、例えば、調整バルブ6の側面から外部に露出している。さらに、調整バルブ6は、例えば、センサなどの外部からの出力信号に基づいて、電子的に制御されてもよい。
Further, the
次に、第1の実施の形態の水素トーチ1の作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1 of the first embodiment will be described.
調整バルブ6を調整することによって、水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、所望の圧力に調整される。圧力調整された水素燃料は、水素流路5を介してノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、ノズル4の下流側に点火源を近づけて、空気中に拡散する水素燃料に点火する。これによって、水素と大気中の酸素とによる拡散燃焼を生じる。そして、ノズル4の下流には、拡散火炎が形成される。
By adjusting the
上記したように、第1の実施の形態の水素トーチ1によれば、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用する。そのため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1 of the first embodiment, hydrogen gas is used as the hydrogen fuel, and oxygen in the air is used as the oxidant. Therefore, a clean hydrogen torch that does not discharge fine particles such as carbon dioxide and soot can be provided.
なお、第1の実施の形態の水素トーチでは、液体燃料を使用しないため、液体燃料を噴霧する機構は不要となる。さらに、水素トーチの水素燃料は、水素ガスであるため、燃料流路の閉塞などの危険性は回避できる。 In the hydrogen torch according to the first embodiment, since no liquid fuel is used, a mechanism for spraying the liquid fuel becomes unnecessary. Furthermore, since the hydrogen fuel of the hydrogen torch is hydrogen gas, danger such as blockage of the fuel flow path can be avoided.
(第2の実施の形態)
図2は、第2の実施の形態の水素トーチ1aの構成を模式的に示す図である。なお、以下に示す実施の形態において、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と同一の構成部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略または簡略する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the
第2の実施の形態の水素トーチ1aにおいて、水素タンクの構成が異なる以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第2の実施の形態の水素トーチ1aの筐体2内に設けられた水素タンク13は、水素タンク13の内部で加水分解を利用して水素燃料としての水素ガスを生成する構成を有する。水素タンク13は、水を収容および供給する水タンク13aと、水タンク13aと連結され、水タンク13aから供給された水との加水分解反応によって水素燃料を生成する水素生成タンク13bとを備える。
The
水タンク13aは、水を収容している。例えば、水タンク13aは、水素生成タンク13bよりも筐体2の先端面7側に設けられる。
The
また、水素タンク13は、水タンク13aの後端面8側と水素生成タンク13bの先端面7側とを連結する水流路15を備える。水流路15は、水タンク13a内の水を水素生成タンク13bに供給する。水流路15は、例えば、配管などで構成される。
The
水流路15は、水調整バルブ16を備える。水調整バルブ16は、重力によって水タンク13aから水素生成タンク13bに供給される水の流量を調整する。この水調整バルブ16の構成は、特には限定されず、水流路15内を通って水タンク13aから水素生成タンク13bに供給される水の流量を調整できればよい。
The
なお、水調整バルブ16も上述した調整バルブ6と同様に、使用者が外部から直接調整ができるように設けられてもよい。また、水調整バルブ16は、センサなどの外部からの出力信号に基づいて、電子的に制御されてもよい。
In addition, the
水素生成タンク13bでは、水との加水分解反応によって水素を生成する。水素生成タンク13bは、例えば、水タンク13aよりも筐体2の後端面8側に設けられる。水素生成タンク13bは、加水分解反応を生じて水素ガスを生成する化合物を収容している。加水分解反応を生じて水素ガスを生成する化合物は、水タンク13aから供給される水と反応して、水素ガスを生成する。このような化合物は、例えば、水素化マグネシウムなどが挙げられる。なお、加水分解反応の速度は、温度の上昇に伴って増加する。
In the
次に、第2の実施の形態の水素トーチ1aの作用について説明する。
Next, the operation of the
水調整バルブ16によって、水タンク13aを流出して水流路15内を流れる水は、所望の流量に調整される。流量調整された水流路15内を流れる水は、水素生成タンク13bに流入し、上記化合物と反応して、水素ガスを生成する。水素タンク13内で生成した水素ガスは、ノズル4に供給される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。
The
なお、水素トーチ1aを使用しない状態において、適量の水を水素生成タンク13bに供給して、水素生成タンク13b内に水素をあらかじめ発生させておいてもよい。この場合、調整バルブ6を閉じた状態で、適量の水を水素生成タンク13bに供給し、その後、水調整バルブ16を閉じる。なお、この場合、発生する水素によって水素生成タンク13b内の圧力が上昇する。そのため、水素トーチの耐え得る圧力以下の水素発生量となるように、水素生成タンク13bに供給する水量は、調整される。
In a state where the
上記したように、第2の実施の形態の水素トーチ1aによれば、水タンクから水素生成タンクに供給された水と水素生成タンクに収容されている化合物とが加水分解反応を生じ、水素燃料としての水素ガスを生成することができる。そのため、水調整バルブで水の流量を調整することによって、加水分解反応を制御することができ、生成する水素燃料の量を調整することができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
なお、第2の実施の形態の構成に第1の実施の形態の構成を備えてもよい。すなわち、水素タンクとして、例えば、水素吸蔵合金で水素を吸蔵するタンクと、加水分解反応によって水素を生成するタンクとを備えてもよい。 Note that the configuration of the first embodiment may be included in the configuration of the second embodiment. That is, as a hydrogen tank, you may provide the tank which stores hydrogen with a hydrogen storage alloy, and the tank which produces | generates hydrogen by a hydrolysis reaction, for example.
(第3の実施の形態)
図3は、第3の実施の形態の水素トーチ1bの構成を模式的に示す図である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of the hydrogen torch 1b according to the third embodiment.
第3の実施の形態の水素トーチ1bにおいて、ヒータ部を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1b according to the third embodiment is basically the same as the configuration of the hydrogen torch 1 according to the first embodiment except that a heater unit is provided. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第3の実施の形態の水素トーチ1bは、水素タンク3の周囲に設けられ、水素タンク3を加熱するヒータ部23を備える。ヒータ部23は、水素タンク3を加熱できれば特には限定されず、既知のヒータを用いることができる。
The hydrogen torch 1 b of the third embodiment includes a
また、水素トーチ1bは、ヒータ部23に電力を供給する不図示のバッテリーを備える。バッテリーは、既知のバッテリーを用いることができ、筐体2の内部に設けられてもよいし、筐体2の外面に設けられてもよい。
The hydrogen torch 1 b includes a battery (not shown) that supplies power to the
次に、第3の実施の形態の水素トーチ1bの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1b of the third embodiment will be described.
ヒータ部23は、水素タンク3を加熱する。そのため、水素タンク3が水素燃料としての水素ガスをノズル4に供給し続ける場合であっても、水素タンク3の温度低下を抑制でき、水素タンク3が水素ガスを安定に供給することができる。
The
上記したように、第3の実施の形態の水素トーチ1bによれば、水素タンクの周囲にヒータ部を設けることで、水素タンクを適切に温度制御することができる。そのため、水素タンクの水素ガス放出時に生じる水素タンクの温度低下を抑制することができ、水素タンクの水素供給量の低下を防ぐことができる。さらに、水素トーチが加水分解反応を利用して水素燃料を生成する構成を有する場合には、加水分解反応を生じる水素生成タンクをヒータ部で温度制御することができるため、水素生成タンクの水素生成量を制御することができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1b of the third embodiment, the temperature of the hydrogen tank can be appropriately controlled by providing the heater portion around the hydrogen tank. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the hydrogen tank that occurs when the hydrogen gas is released from the hydrogen tank, and it is possible to prevent a decrease in the hydrogen supply amount of the hydrogen tank. Furthermore, when the hydrogen torch has a configuration that generates hydrogen fuel using a hydrolysis reaction, the temperature of the hydrogen generation tank that generates the hydrolysis reaction can be controlled by the heater, so that the hydrogen generation of the hydrogen generation tank The amount can be controlled.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第4の実施の形態)
図4は、第4の実施の形態の水素トーチ1cの構成を模式的に示す図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the
第4の実施の形態の水素トーチ1cにおいて、ヒータ部、入力端子部、および断熱部材を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第4の実施の形態の水素トーチ1cは、水素タンク3の周囲に設けられ、水素タンク3を加熱するヒータ部33を備える。ヒータ部33は、水素タンク3を加熱できれば特には限定されず、例えば、ヒータ部23と同じ構成である。
The
さらに、水素トーチ1cは、ヒータ部33に電力を供給する不図示の外部電源と接続するための入力端子部34を備える。入力端子部34は外部電源と接続するため、入力端子部34は、筐体2の外部に露出している。入力端子部の配置箇所は筐体2の側面であっても底面であってもよい。
Further, the
さらに、水素トーチ1cは、ヒータ部33の周囲を覆う断熱部材35を備える。断熱部材35は、ヒータ部33の周囲を覆うように設けられ、加熱されたヒータ部33を保温する。断熱部材35は、既知の断熱材料から構成される。
Further, the
次に、第4の実施の形態の水素トーチ1cの作用について説明する。
Next, the operation of the
外部電源と入力端子部34とが接続されると、外部電源はヒータ部33に電力を供給する。電力を供給されたヒータ部33は加熱し、加熱しているヒータ部33は水素タンク3を加熱する。断熱部材35は、ヒータ部33を覆うように設けられているため、ヒータ部33および水素タンク3を保温する。ヒータ部33および水素タンク3を保温することで、水素タンク3の温度を一定に保つことができる。そのため、入力端子部34から外部電源を外しても、水素タンク3の温度低下を抑制でき、水素タンク3が水素ガスを安定に供給することができる。
When the external power source and the
上記したように、第4の実施の形態の水素トーチ1cによれば、水素タンクの周囲にヒータ部および断熱部材を設けることで、水素タンクを適切に温度制御することができる。そのため、入力端子部34から外部電源を外しても、水素タンクの水素ガス放出時に生じる水素タンクの温度低下を抑制することができ、水素タンクの水素供給量の低下を防ぐことができる。
As described above, according to the
さらに、トーチランナーが走る前、あらかじめ入力端子部34と外部電源とを接続し、ヒータ部33を加熱し、トーチランナーが走るときには入力端子部34から外部電源を外す。この場合には、水素トーチにはヒータ部33を加熱するためのバッテリーが不要となり、水素トーチは軽くなる。さらに、バッテリーに比べて、外部電源は、短時間にヒータ部を加熱することができる。
Furthermore, before the torch runner runs, the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第5の実施の形態)
図5は、第5の実施の形態の水素トーチ1dの構成を模式的に示す図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the configuration of the hydrogen torch 1d according to the fifth embodiment.
第5の実施の形態の水素トーチ1dにおいて、ノズルの構成が異なる以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1d according to the fifth embodiment is basically the same as the hydrogen torch 1 according to the first embodiment, except that the nozzle configuration is different. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第5の実施の形態の水素トーチ1dは筐体2を備える。筐体2の先端面7には、ノズル44が設けられる。ノズル44の先端部44aは、複数に分割されている。好ましくは、ノズル44の先端部は、均等に分割されている。ここでは、図5に示すように、ノズル44の先端部44aは、3つに均等に分割されている。
A hydrogen torch 1 d of the fifth embodiment includes a
次に、第5の実施の形態の水素トーチ1dの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1d of the fifth embodiment will be described.
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル44に流入し、複数に分割されているノズル44の先端部44aから筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル44の下流に、拡散火炎が形成される。
The hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第5の実施の形態の水素トーチ1dによれば、複数に分割されているノズルの先端部から水素燃料が噴出される。そのため、ノズルの先端部から噴出する水素燃料が空気中の酸素と容易に混合し、1つの大きな火炎を形成することができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1d of the fifth embodiment, hydrogen fuel is ejected from the tip of the nozzle divided into a plurality of parts. Therefore, the hydrogen fuel ejected from the tip of the nozzle can be easily mixed with oxygen in the air to form one large flame.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第6の実施の形態)
図6は、第6の実施の形態の水素トーチ1eの構成を模式的に示す図である。
(Sixth embodiment)
FIG. 6 is a diagram schematically showing the configuration of the
第6の実施の形態の水素トーチ1eにおいて、ノズルの構成が異なる以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第6の実施の形態の水素トーチ1eは、ノズル4の先端部に設けられ、ノズル4の下流に形成される水素トーチ1eの火炎9によって炎色反応を起こす炎色反応部材54を備える。炎色反応部材54は、ノズル4の下流に形成される水素トーチ1eの火炎9によって炎色反応を起こす合金などの化合物から形成される。
The
炎色反応部材54の構成は、特に限定されるものではなく、水素トーチ1eの火炎9の熱によって炎色反応を起こすことができればよい。例えば、炎色反応部材54を保持可能な網目状の保持部を、ノズル4の先端部に設け、この保持部の内部に炎色反応部材54を配置する。また、ノズル4の先端部の上面や側面に炎色反応部材54を付着させてもよい。
The configuration of the flame
次に、第6の実施の形態の水素トーチ1eの作用について説明する。
Next, the operation of the
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。そして、水素トーチ1eの火炎9の熱によって、炎色反応部材54の炎色反応が生じる。炎色反応部材54が水素トーチ1eの火炎9で炎色反応するため、可視領域の波長を有する光が放出され、水素トーチ1eの火炎9は炎色反応部材54を構成する材料に応じた色に着色される。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第6の実施の形態の水素トーチ1eによれば、ノズルの下流に形成される火炎によって炎色反応を起こす炎色反応部材をノズルの先端部に備える。そのため、炎色反応部材を構成する材料を適宜選択することで、水素トーチの火炎を任意の色に着色することができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第7の実施の形態)
図7は、第7の実施の形態の水素トーチ1fの構成を模式的に示す図である。
(Seventh embodiment)
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
第7の実施の形態の水素トーチ1fにおいて、ノズルの構成が異なる以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第7の実施の形態の水素トーチ1fは、筐体2を備える。筐体2の先端面には、ノズル64が設けられる。ノズル64は、ノズル64の下流に形成される水素トーチ1fの火炎9によって炎色反応を起こす化合物で形成される。
The
ノズル64の形状は、特に限定されるものではなく、水素トーチ1fの火炎9の熱によって炎色反応を起こすことができればよい。また、ノズル64を構成する材料は、上記の炎色反応部材54を構成する材料と同じでもよく、異なってもよい。
The shape of the
次に、第7の実施の形態の水素トーチ1fの作用について説明する。
Next, the operation of the
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル64に流入し、ノズル64の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル64の下流に、拡散火炎が形成される。そして、水素トーチ1fの火炎9の熱によって、ノズル64の炎色反応が生じる。ノズル64が水素トーチ1fの火炎9で炎色反応するため、可視領域の波長を有する光が放出され、水素トーチ1fの火炎9はノズル64を構成する材料に応じた色に着色される。
The hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第7の実施の形態の水素トーチ1fによれば、ノズルは、ノズルの下流に形成される火炎によって炎色反応を起こす化合物で形成される。そのため、ノズルを構成する材料を適宜選択することで、水素トーチの火炎を任意の色に着色することができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第8の実施の形態)
図8は、第8の実施の形態の水素トーチ1gの構成を模式的に示す図である。
(Eighth embodiment)
FIG. 8 is a diagram schematically showing the configuration of the hydrogen torch 1g of the eighth embodiment.
第8の実施の形態の水素トーチ1gにおいて、炎色反応回転部材を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1g of the eighth embodiment is basically the same as the configuration of the hydrogen torch 1 of the first embodiment, except that a flame reaction reaction rotating member is provided. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第8の実施の形態の水素トーチ1gは、ノズル4の下流側に回転可能に設けられ、ノズル4の下流に形成される火炎9に接触して回転するとともに炎色反応を起こす炎色反応回転部材74を備える。炎色反応回転部材74は、水素トーチ1gの火炎9によって炎色反応を起こす化合物で形成されている。
The hydrogen torch 1g according to the eighth embodiment is rotatably provided on the downstream side of the
炎色反応回転部材74は、1つ以上の羽部材74bから構成される。炎色反応回転部材74は、支持部材74aを介して、筐体2の先端面7側に回転可能に設けられる。炎色反応回転部材74の羽部材74bは、支持部材74aの先端部を中心に回転する。支持部材74aで支持されている羽部材74bとノズルの先端面7との最短距離(高さ)は、支持部材74aから羽部材74bが飛散されず、火炎9に接触して羽部材74bの炎色反応が生じればよい。
The flame
羽部材74bを構成する材料は、上記の炎色反応部材54やノズル64を構成する材料と同じでもよく、異なってもよい。炎色反応回転部材74の構成は、火炎9の熱で生じた上昇気流で羽部材74bを回転できればよい。ここでは、図8に示すように、炎色反応回転部材74はプロペラ型で構成されている。また、羽部材74bの形状は、特には限定されず、例えば網目状や板状などである。
The material constituting the
次に、第8の実施の形態の水素トーチ1gの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1g of the eighth embodiment will be described.
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。そして、水素トーチ1gの火炎9と炎色反応回転部材74の羽部材74bとが接触して、羽部材74bの炎色反応が生じる。
Hydrogen fuel flowing out of the
このとき、水素トーチ1gに形成されている火炎9の熱によって、ノズル4の下流側には上昇気流が生じている。羽部材74bは、このような上昇気流により、支持部材74aの先端部を中心に回転し続ける。そのため、羽部材74bは水素トーチ1gの火炎9で炎色反応し続ける。そして、羽部材74bが回転しながら水素トーチ1gの火炎9で炎色反応するため、可視領域の波長を有する光が放出され、水素トーチ1gの火炎9は羽部材74bを構成する材料に応じた色に着色される。
At this time, an updraft is generated on the downstream side of the
上記したように、第8の実施の形態の水素トーチ1gによれば、ノズルの下流に形成される火炎によって炎色反応を起こす炎色反応回転部材をノズルの下流側に備える。そのため、炎色反応回転部材を構成する材料を適宜選択することで、水素トーチの火炎を任意の色に着色することができる。さらに、羽部材が複数設けられ、各羽部材が異なる材料から形成される場合には、水素トーチの火炎は多様な色に着色することができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1g of the eighth embodiment, the flame reaction rotating member that causes a flame reaction by the flame formed downstream of the nozzle is provided on the downstream side of the nozzle. Therefore, the flame of the hydrogen torch can be colored in an arbitrary color by appropriately selecting the material constituting the flame reaction rotating member. Furthermore, when a plurality of wing members are provided and each wing member is formed of a different material, the flame of the hydrogen torch can be colored in various colors.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第9の実施の形態)
図9は、第9の実施の形態の水素トーチ1hの構成を模式的に示す図である。
(Ninth embodiment)
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
第9の実施の形態の水素トーチ1hにおいて、包囲部材を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第9の実施の形態の水素トーチ1hは、ノズル4の下流に形成される水素トーチ1hの火炎9の基部を包囲する包囲部材84を備える。包囲部材84の構成は、水素トーチ1hの外部からの横風などから水素トーチ1hの火炎9を防ぐことができれば特に限定されるものではない。好ましくは、包囲部材84は、火炎9の基部を包囲するように筒状で構成され、包囲部材84の高さは、火炎9の高さよりも低い。
The
ここでは、図9に示すように、包囲部材84は、筒状であり、筐体2の先端側に設けられ、火炎9の周囲を囲む。包囲部材84の側面には、孔84aが複数形成される。孔84aは、外部からの横風などから水素トーチ1hの火炎9を防ぐことができ、空気が孔84aを介して包囲部材84の内部と外部とを自由に行き来できる程度のサイズである。そのため、火炎の基部周辺、すなわちノズルの先端部が包囲されても、火炎9が形成される程度に、ノズルの先端部から噴出された水素燃料が空気中の酸素と混合することができる。
Here, as shown in FIG. 9, the surrounding
次に、第9の実施の形態の水素トーチ1hの作用について説明する。
Next, the operation of the
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。また、空気は、孔84a内を通って包囲部材84の内部に流入する。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第9の実施の形態の水素トーチ1hによれば、水素トーチの火炎の基部を包囲する包囲部材を筐体の先端側に備える。そのため、水素トーチの火炎が受ける横風などの影響を抑制し、火炎の保炎性を向上させることができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第10の実施の形態)
図10は、第10の実施の形態の水素トーチ1iの構成を模式的に示す図である。
(Tenth embodiment)
FIG. 10 is a diagram schematically illustrating the configuration of the hydrogen torch 1i according to the tenth embodiment.
第10の実施の形態の水素トーチ1iにおいて、空気を導入する導入部および空気を排出する排出部を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1i according to the tenth embodiment is basically the same as the configuration of the hydrogen torch 1 according to the first embodiment except that the hydrogen torch 1i includes an introduction part for introducing air and a discharge part for discharging air. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第10の実施の形態の水素トーチ1iは、筐体2を備える。筐体2の先端面7より水素トーチ1iの後端部側の側面には、導入部92aが設けられる。導入部92aには、筐体2の外部から筐体2内に向かって空気93が導入される。さらに、筐体2の先端面7上には、排出部92bが設けられる。導入部92aから筐体内に導入された空気93は、排出部92bから筐体2の上方に排出される。
A hydrogen torch 1 i according to the tenth embodiment includes a
また、水素トーチ1iは、図10に示すように、ノズル4の下流に形成される水素トーチ1iの火炎9の基部を包囲する包囲部材94を備えてもよい。包囲部材94の構成は、上記の包囲部材84の構成と同じでも、異なってもよく、水素トーチ1iの外部からの横風などから水素トーチ1iの火炎9を防ぐことができれば特に限定されるものではない。水素トーチ1iが包囲部材94を備える場合には、筐体2の内部を上方に向かって流れる空気93は、排出部92bから包囲部材94の内部に供給される。
Further, as shown in FIG. 10, the hydrogen torch 1 i may include a surrounding
導入部92aおよび排出部92bを備える筐体2は、空気中の酸素を内部に導入して、空気を先端面7から上方に排出する。そのため、包囲部材94が包囲部材84よりも火炎の基部周辺をより包囲しても、火炎9が形成される程度に、ノズルの先端部から噴出された水素燃料と空気中の酸素とを容易に混合することができる。
The
次に、第10の実施の形態の水素トーチ1iの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1i according to the tenth embodiment will be described.
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。また、空気は、導入部92aから筐体2内に導入されて、排出部92bから包囲部材94の内部に流入する。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第10の実施の形態の水素トーチ1iによれば、筐体は、空気を筐体内に導入する導入部と、筐体内の空気をノズルの先端部近傍や包囲部材の内部に供給する排出部とを備える。そのため、ノズルの先端部から噴出された水素燃料と空気中の酸素とを容易に混合し、水素トーチの火炎を容易に安定して形成することができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1i of the tenth embodiment, the housing includes the introduction portion that introduces air into the housing, and the air in the housing near the tip of the nozzle and the inside of the surrounding member. A discharge unit to be supplied. Therefore, the hydrogen fuel ejected from the tip of the nozzle and the oxygen in the air can be easily mixed, and the flame of the hydrogen torch can be formed easily and stably.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第11の実施の形態)
図11は、第11の実施の形態の水素トーチ1jの構成を模式的に示す図である。
(Eleventh embodiment)
FIG. 11 is a diagram schematically illustrating the configuration of the hydrogen torch 1j according to the eleventh embodiment.
第11の実施の形態の水素トーチ1jにおいて、溶液タンクを備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1j of the eleventh embodiment is basically the same as the configuration of the hydrogen torch 1 of the first embodiment except that a solution tank is provided. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第11の実施の形態の水素トーチ1jは、ノズル4の下流に形成される火炎9によって炎色反応を起こす化合物の溶液を収容および供給する溶液タンク103を備える。さらに、水素トーチ1jは、溶液タンク103とノズル4とを連結し、溶液タンク103内に収容されている溶液をノズル4に供給する溶液流路105を備える。
The hydrogen torch 1j of the eleventh embodiment includes a
溶液タンク103に収容されている溶液には、炎色反応を起こす化合物が溶解している。この化合物の種類は、特には限定されず、水素トーチ1jの火炎9の熱によって炎色反応を起こすことができればよい。また、溶液に用いられる溶媒は、上記化合物を溶かし、溶液を火炎9に噴出させたときに炎色反応を生じることができればよい。
In the solution stored in the
溶液タンク103は、例えば図11に示すように、ノズル4よりも筐体2の後端面8側に設けられる。この場合、溶液タンク103には、溶液タンク103内の溶液をノズル4に供給させるための不図示のポンプ、およびポンプを駆動させるための不図示の駆動機構が設けられる。
For example, as shown in FIG. 11, the
ポンプは、溶液タンク103に収容されている溶液を、溶液タンク103よりも筐体2の先端面7側、すなわち上方に設けられたノズル4に供給する。ポンプの構成は、特には限定されず、ピストンポンプなどの既知のポンプを用いることができる。
The pump supplies the solution stored in the
駆動機構は、ポンプを安定して駆動できればよい。駆動機構の構成は、特に限定されるものではなく、例えば、小型モーターで駆動するもの、電池で駆動するもの、手動で駆動するものなどがある。また、駆動機構は、上述した調整バルブ6と同様に、使用者が外部から直接調整ができるように設けられてもよいし、センサなどの外部からの出力信号に基づいて、電子的に制御されてもよい。
The drive mechanism only needs to be able to drive the pump stably. The configuration of the drive mechanism is not particularly limited, and examples include a drive mechanism driven by a small motor, a drive mechanism driven by a battery, and a drive mechanism driven manually. Further, like the
また、溶液タンク103は、上記の包囲部材84や包囲部材94の内部や側面に設けられてもよい。この場合、溶液流路105には、重力によって溶液タンク103からノズル4に供給される溶液の流量を調整する不図示の調整バルブが設けられる。この調整バルブの構成は、例えば上記の水調整バルブ16の構成と同じである。
The
溶液流路105は、溶液タンク103内の溶液をノズル4に供給する。溶液流路105の構成は、例えば、上述の水流路15の構成と同じである。
The
次に、第11の実施の形態の水素トーチ1jの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1j according to the eleventh embodiment will be described.
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。そして、溶液流路105を介して溶液タンク103からノズル4に供給された溶液は、水素トーチ1jの火炎9に噴出され、火炎9の熱によって、化合物の炎色反応が生じる。溶液に含まれる化合物が水素トーチ1jの火炎9で炎色反応するため、可視領域の波長を有する光が放出され、水素トーチ1jの火炎9は化合物に応じた色に着色される。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第11の実施の形態の水素トーチ1jによれば、ノズルの下流に形成される火炎によって炎色反応を起こす化合物の溶液を供給する溶液タンクを備える。そのため、化合物を適宜選択することで、水素トーチの火炎を任意の色に着色することができる。 As described above, the hydrogen torch 1j according to the eleventh embodiment includes the solution tank that supplies the solution of the compound that causes flame reaction by the flame formed downstream of the nozzle. Therefore, the flame of a hydrogen torch can be colored in an arbitrary color by appropriately selecting a compound.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第12の実施の形態)
図12は、第12の実施の形態の水素トーチ1kの構成を模式的に示す図である。図13は、第12の実施の形態の水素トーチ1kを示す上面図である。
(Twelfth embodiment)
FIG. 12 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
第12の実施の形態の水素トーチ1kにおいて、ノズルの構成が異なる以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
図12に示すように、第12の実施の形態の水素トーチ1kは筐体2を備える。筐体2の先端面7には、ノズル114が設けられる。ノズル114の先端部114aは、複数に分割され、傾斜している。好ましくは、ノズル114の先端部は、水素トーチ1kが1つの大きな火炎を形成できるように、分割され、傾斜している。ここでは、図13に示すように、ノズル114の先端部114aは、3つに分割され、周方向かつ同じ方向に傾斜している。
As shown in FIG. 12, the
次に、第12の実施の形態の水素トーチ1kの作用について説明する。
Next, the operation of the
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル114に流入し、複数に分割されているノズル114の先端部114aから筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル114の下流に、拡散火炎が形成される。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第12の実施の形態の水素トーチ1kによれば、複数に分割され、傾斜しているノズルの先端部から水素燃料が噴出される。そのため、ノズルの先端部から噴出する水素燃料が空気中の酸素と容易に混合し、ノズルの各先端部で形成される火炎が傾斜して互いに衝突し、1つの大きな火炎を容易に形成することができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
また、ノズルの先端部が上記の炎色反応部材54と同様の構成または上記のノズル64と同様の構成であって、ノズルの各先端部が異なる材料から形成される場合には、ノズルの各先端部に形成された異なる色の火炎同士が混ざり合うため、水素トーチの火炎はより多様な色に着色することができる。
In addition, when the tip of the nozzle has the same configuration as the
また、ノズルの各先端部にそれぞれ連結するように上記の溶液タンク103を複数備える構成であって、各溶液タンク103内の溶液が異なる場合、同様に、ノズルの各先端部に形成された異なる色の火炎同士が混ざり合うため、水素トーチの火炎はより多様な色に着色することができる。
Further, when the
(第13の実施の形態)
図14は、第13の実施の形態の水素トーチ1mの構成を模式的に示す図である。
(Thirteenth embodiment)
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
第13の実施の形態の水素トーチ1mにおいて、スパークプラグを備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第13の実施の形態の水素トーチ1mは、ノズル4の先端部の下流側近傍に設けられるスパークプラグ124を備える。スパークプラグ124は、ノズル4から噴出される水素燃料に点火する。さらに、水素トーチ1mは、配線125によってスパークプラグ124と連結するバッテリー122を備える。バッテリー122は、配線125を介してスパークプラグ124に電圧を供給する。さらに、水素トーチ1mは、バッテリー122からスパークプラグ124への電圧の供給をオンまたはオフするスイッチ123を備える。スイッチ123は、電圧供給のオンとオフとを切り替えることで、水素トーチ1mの点火を制御する。
The
次に、第13の実施の形態の水素トーチ1mの作用について説明する。
Next, the operation of the
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、スイッチ123をオンにして、バッテリー122からスパークプラグ124へ電圧を供給し、スパークプラグ124で火花を発生させ、空気中に拡散する水素燃料に点火する。これによって、水素と大気中の酸素とによる拡散燃焼を生じる。そして、ノズル4の下流には、拡散火炎が形成される。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第13の実施の形態の水素トーチ1mによれば、スパークプラグに電圧が供給されると、スパークプラグで生じる火花によって、水素トーチが点火される。そのため、水素トーチを点火するときに、水素トーチを点火源に近づけることなく、水素トーチを点火することができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第14の実施の形態)
図15は、第14の実施の形態の水素トーチ1nの構成を模式的に示す図である。
(Fourteenth embodiment)
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the configuration of the hydrogen torch 1n according to the fourteenth embodiment.
第14の実施の形態の水素トーチ1nにおいて、伝熱部材およびカバー部材を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1n according to the fourteenth embodiment is basically the same as the configuration of the hydrogen torch 1 according to the first embodiment except that a heat transfer member and a cover member are provided. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第14の実施の形態の水素トーチ1nは、ノズル4から水素タンク3に向かって延設され、先端面7側の端部がノズル4の下流に形成される火炎9の近傍に設けられた伝熱部材134を備える。さらに、水素トーチ1nは、筐体2の内部に設けられ、伝熱部材134の後端面8側の端部と連結され、水素タンク3の周囲に設けられるカバー部材133を備える。伝熱部材134は、火炎9の熱をカバー部材133に伝え、カバー部材133は、伝熱部材134から伝えられた熱で水素タンク3を加熱する。
The hydrogen torch 1n of the fourteenth embodiment extends from the
伝熱部材134の構成は、特には限定されず、火炎9の熱をカバー部材133に伝えることができればよい。例えば、伝熱部材134は、火炎9の近傍から筐体2の内部に向かって延設された筒状の部材から構成されるもの、火炎9の近傍から筐体2の内部に向かって延設された複数のロッド状部材から構成されるものなどがある。
The configuration of the
カバー部材133の構成は、特には限定されず、伝熱部材134から伝えられた熱で水素タンク3を加熱できればよい。例えば、カバー部材133は、水素タンク3の周囲を覆うような筒状の部材から構成される。
The configuration of the
伝熱部材134およびカバー部材133は、既知の伝熱材料から形成される。伝熱部材134およびカバー部材133は、互いに同じ材料でもよいし、異なる材料でもよい。
The
次に、第14の実施の形態の水素トーチ1nの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1n according to the fourteenth embodiment will be described.
水素トーチ1nの火炎9の近傍は高温となるため、伝熱部材134の先端面7側の端部は高温に加熱される。火炎9から受け取った熱は、伝熱部材134の先端面7側の端部から伝熱部材134の後端面8側の端部を介してカバー部材133に伝わり、カバー部材133は加熱される。そして、カバー部材133の熱が水素タンク3に伝わり、水素タンク3が加熱される。
Since the vicinity of the
上記したように、第14の実施の形態の水素トーチ1nによれば、火炎の熱をカバー部材に伝える伝熱部材と伝熱部材から伝えられた熱で水素タンクを加熱するカバー部材とを設けることで、火炎の熱を利用して水素タンクを適切に温度制御することができる。そのため、水素トーチがヒータ部を備えなくとも、水素タンクの水素ガス放出時に生じる水素タンクの温度低下を抑制することができ、水素タンクの水素供給量の低下を防ぐことができる。さらに、水素トーチが加水分解反応を利用して水素燃料を生成する構成を有する場合には、加水分解反応を生じる水素生成タンクをカバー部材で温度制御することができるため、水素生成タンクの水素生成量を制御することができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1n of the fourteenth embodiment, the heat transfer member that transfers the heat of the flame to the cover member and the cover member that heats the hydrogen tank with the heat transferred from the heat transfer member are provided. Thus, the temperature of the hydrogen tank can be appropriately controlled using the heat of the flame. Therefore, even if the hydrogen torch does not include a heater portion, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the hydrogen tank that occurs when the hydrogen gas is released from the hydrogen tank, and it is possible to prevent a decrease in the hydrogen supply amount of the hydrogen tank. Furthermore, when the hydrogen torch has a configuration that generates hydrogen fuel using a hydrolysis reaction, the temperature of the hydrogen generation tank that generates the hydrolysis reaction can be controlled by the cover member. The amount can be controlled.
さらには、伝熱部材は、火炎の近傍に設けられている。そのため、伝熱部材は、火炎が受ける横風などの影響を抑制し、火炎の保炎性を向上させることができる。 Furthermore, the heat transfer member is provided in the vicinity of the flame. Therefore, the heat transfer member can suppress the influence of the crosswind received by the flame and improve the flame holding property of the flame.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第15の実施の形態)
図16は、第15の実施の形態の水素トーチ1pの構成を模式的に示す図である。
(Fifteenth embodiment)
FIG. 16 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
第15の実施の形態の水素トーチ1pにおいて、伝熱部材、空気流路、および駆動部材を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第15の実施の形態の水素トーチ1pは、ノズル4から水素タンク3に向かって延設された伝熱部材144を備える。伝熱部材144の先端面7側の端部は、ノズル4の下流に形成される火炎9の近傍に設けられ、伝熱部材144の後端面8側の端部は、筐体2の内部で、筐体2の先端面7より水素トーチ1pの後端部側に設けられる。そして、伝熱部材144は、火炎9の熱を先端面7側の端部から後端面8側の端部に伝える。
A
さらに、水素トーチ1pは、伝熱部材144に隣接して設けられる空気流路145を備える。空気流路145は、伝熱部材144の後端面8側の端部に隣接される空気流路145の端部から空気を導入し、伝熱部材144の先端面7側の端部に隣接される空気流路145の端部から空気を排出する。さらに、水素トーチ1pは、ノズル4の下流に形成される火炎9の近傍に設けられ、空気流路145の端部から排出された空気によって駆動する駆動部材146を備える。
Further, the
伝熱部材144の構成は、特には限定されず、火炎9の熱を空気流路145に伝えることができればよい。例えば、伝熱部材144は、上記の伝熱部材134と同じ構成である。
The configuration of the
空気流路145の両端部は、空気を導入および排出できる程度に開口している。ここでは図16に示すように、水素トーチ1pは1つの空気流路145を備えるが、水素トーチ1pは複数の空気流路145を備えてもよい。
Both ends of the
駆動部材146の構成は、特には限定されず、水素トーチ1pの火炎9を所望の形状に揺らめかせることができればよい。駆動部材146は、例えば、伝熱部材144の先端面7側の端部に隣接される空気流路145の端部に設けられ、空気流路145から排出される空気によって、回転駆動や往復駆動など任意に駆動される。
The configuration of the
次に、第15の実施の形態の水素トーチ1nの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1n according to the fifteenth embodiment will be described.
水素トーチ1pの火炎9の近傍は高温となるため、伝熱部材144の先端面7側の端部は高温に加熱される。火炎9から受け取った熱は、伝熱部材144の先端面7側の端部から伝熱部材144の後端面8側の端部に伝わり、伝熱部材144全体が加熱される。加熱された伝熱部材144の熱は、隣接している空気流路145に伝わり、空気流路145内の空気が加熱される。空気流路145内の空気が加熱されると、空気流路145内には上昇気流が生じる。すなわち、空気は、空気流路145の後端面8側の端部から導入され、空気流路145内に導入された空気は、空気流路145の先端面7側の端部から排出される。
Since the vicinity of the
空気流路145の先端面7側の端部の出口付近には、駆動部材146が設けられている。駆動部材146は、空気流路145から排出される上昇気流によって駆動される。そして、駆動部材146の駆動によって、水素トーチ1pの火炎を所望の形状に揺らめかせることができる。
A
上記したように、第15の実施の形態の水素トーチ1pによれば、伝熱部材が火炎の熱を空気流路に伝え、空気流路内で生じた上昇気流が駆動部材を駆動する。そのため、水素トーチがモーターなどの動力源を備えなくとも、火炎の熱を利用し、常に生じる上昇気流を活用して、火炎を所望の形状に揺らめかせることができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第16の実施の形態)
図17は、第16の実施の形態の水素トーチ1qの構成を模式的に示す図である。
(Sixteenth embodiment)
FIG. 17 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
第16の実施の形態の水素トーチ1qにおいて、空気を導入する導入部および空気を排出する排出部に設けられたスワーラを備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第16の実施の形態の水素トーチ1qは、筐体2を備える。筐体2の先端面7より水素トーチ1qの後端部側の側面には、導入部152aが設けられる。導入部152aには、筐体2の外部から筐体2内に向かって空気153が導入される。さらに、筐体2の先端面7上には、排出部152bが設けられる。導入部152aから筐体内に導入された空気153は、排出部152bから筐体2の上方に排出される。
The
さらに、水素トーチ1qは、排出部152b内にスワーラ154を備える。スワーラ154は、ノズル4の周囲を囲むように、ノズル4の先端部よりも上流側に設けられる。空気153が排出部152bから排出されるとき、スワーラ154を通過した空気153は、筐体2の上方に向かって旋回流を形成する。この空気の旋回流は、上方に流れるにつれて、水素トーチ1qの周方向に拡大する。
Further, the
次に、第16の実施の形態の水素トーチ1qの作用について説明する。
Next, the operation of the
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。空気は、導入部152aから筐体2内に導入され、排出部152bに設けられたスワーラ154を通過して、ノズル4の下流に旋回流を形成する。火炎9には常に空気の旋回流が吹き当たっているため、火炎9は常に揺らめく。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第16の実施の形態の水素トーチ1qによれば、筐体は、空気を筐体内に導入する導入部と、筐体から放出される空気の旋回流を火炎に吹き当てるスワーラとを備える。そのため、水素トーチがモーターなどの動力源を備えなくとも、常に発生する空気の旋回流を活用して、火炎を揺らめかせることができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第17の実施の形態)
図18は、第17の実施の形態の水素トーチ1rの構成を模式的に示す図である。
(Seventeenth embodiment)
FIG. 18 is a diagram schematically showing the configuration of the
第17の実施の形態の水素トーチ1rにおいて、筐体の構成が異なり、予備水素タンクを備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第17の実施の形態の水素トーチ1rは、筐体162を備える。筐体162は、分離可能な少なくとも2つの構成部材で構成される。ここでは、図18に示すように、分離線162aに沿って第1筐体162bと第2筐体162cとに分離可能に構成される。第1筐体162bは、分離線162aに対して後端面8側に位置し、水素タンク3を収容している。一方、第2筐体162cは、分離線162aに対して先端面7側に位置し、水素タンク3を収容しない。第1筐体162bは、第2筐体162cに着脱可能に取り付けられている。
The
分離線162aは、図18に示すように、鉛直方向に対して垂直な方向(水平方向という)であることが好ましいが、第1筐体162bと第2筐体162cとに分離することができれば特に限定されるものではない。例えば、分離線162aは、鉛直方向であってもよいし、鉛直方向と水平方向とを組み合わせてもよい。
As shown in FIG. 18, the
さらに、水素トーチ1rは、第2筐体162c内に設けられ、水素燃料を供給する予備水素タンク163を備える。予備水素タンク163は、水素トーチ1rの燃料となる水素燃料を蓄積している。予備水素タンク163の構成は、水素タンク3の構成と同じでもよく、異なってもよい。例えば、予備水素タンク163内の水素燃料量は、水素タンク3内の水素燃料量に比べて小さい。
Further, the
さらに、水素トーチ1rは、第2筐体162cに設けられ、予備水素タンク163と水素流路5とを連結する予備水素流路165を備える。予備水素流路165は、予備水素タンク163内の水素燃料を水素流路5に供給する。予備水素流路165の構成は、水素流路5の構成と同じでもよく、異なってもよい。
Further, the
さらに、水素トーチ1rは、予備水素流路165に設けられた予備調整バルブ166を備える。第2筐体162cに設けられた予備調整バルブ166は、予備水素タンク163から水素流路5に供給される水素燃料の流量を調整する。予備調整バルブ166の構成は、調整バルブ6の構成と同じでもよく、異なってもよい。また、予備調整バルブ166は、上述した調整バルブ6と同様に、使用者が外部から直接調整ができるように設けられてもよいし、センサなどの外部からの出力信号に基づいて、電子的に制御されてもよい。
Further, the
次に、第17の実施の形態の水素トーチ1rの作用について説明する。
Next, the operation of the
水素トーチ1rが水素タンク3内の水素燃料と予備水素タンク163内の水素燃料とを同時に使用する場合、水素トーチ1rは次のようにして点火される。予備水素タンク163を流出して予備水素流路165内を流れる水素燃料は、予備調整バルブ166により、所望の圧力に調整される。予備水素タンク163から流出され、圧力調整された水素燃料は、水素流路5に供給され、水素タンク3から流出した燃料と合流する。そして、水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。
When the
水素トーチ1rが水素タンク3内の水素燃料を使用した後に、予備水素タンク163の水素燃料を使用する場合、水素トーチ1rは次のようにして点火される。水素タンク3内の水素燃料が使用されているとき、予備調整バルブ166は閉じられ、予備水素流路165は閉鎖されている。水素タンク3内の水素燃料が使用された後、予備調整バルブ166が開けられ、予備水素タンク163を流出して予備水素流路165内を流れる水素燃料は、所望の圧力に調整される。そして、予備水素タンク163から流出され、圧力調整された水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。
When the
また、水素トーチ1rが水素タンク3内の水素燃料を使用した後に、予備水素タンク163の水素燃料を使用する場合、水素タンク3を収容している第1筐体162bを第2筐体162cから分離してもよい。
When the
さらに、水素トーチ1rは、予備水素流路165および水素流路5の合流箇所と水素タンク3との間の水素流路5に設けられ、予備水素流路165から水素流路5に供給された水素燃料を水素タンク3に流入することを回避するための遮断バルブ168を備えてもよい。遮断バルブ168は、例えば電磁弁から構成される。水素タンク3内の水素燃料が使用された後、予備調整バルブ166が開けられ、予備水素タンク163を流出した水素燃料は、水素流路5に供給される。このとき、遮断バルブ168を閉じて、予備水素流路165および水素流路5の合流箇所と水素タンク3との間の水素流路5を閉鎖することで、予備水素流路165から水素流路5に供給された水素燃料が水素タンク3に流入することが回避できる。遮断バルブ168は、上述した調整バルブ6と同様に、使用者が外部から直接調整ができるように設けられてもよいし、センサなどの外部からの出力信号に基づいて、電子的に制御されてもよい。
Further, the
上記したように、第17の実施の形態の水素トーチ1rによれば、筐体を分離可能な構造にすることで、水素タンクへのアクセスが容易になる。そのため、水素タンク内の水素燃料を使い切った場合には、第1筐体を第2筐体からはずし、水素燃料を蓄積している水素タンクを収容した新たな第2筐体に容易に交換することができる。
As described above, according to the
さらには、水素トーチは、任意のタイミングで、第2筐体内に収容している予備水素タンクからノズルに水素燃料を供給することができる。そのため、水素タンクの水素燃料を使い切る直前に、予備水素タンクからノズルに水素燃料を供給し、遮断バルブを閉じて、使用後の水素タンクを交換することで、水素トーチの火炎を絶やすことなく継続的に維持することができる。使用後の水素タンクは、新たに水素燃料源を入れて再利用してもよいし、廃棄してもよい。 Furthermore, the hydrogen torch can supply hydrogen fuel to the nozzle from a spare hydrogen tank housed in the second housing at an arbitrary timing. Therefore, immediately before using up the hydrogen fuel in the hydrogen tank, supply hydrogen fuel from the spare hydrogen tank to the nozzle, close the shut-off valve, and replace the hydrogen tank after use without continuating the flame of the hydrogen torch. Can be maintained. The hydrogen tank after use may be reused with a new hydrogen fuel source or discarded.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第18の実施の形態)
図19は、第18の実施の形態の水素トーチ1sの構成を模式的に示す図である。
(Eighteenth embodiment)
FIG. 19 is a diagram schematically illustrating the configuration of the
第18の実施の形態の水素トーチ1sにおいて、加速度検知部および遮断バルブを備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。
The
第18の実施の形態の水素トーチ1sは、水素トーチ1sに生じる加速度変化を検知する加速度検知部173、および水素流路5に設けられた遮断バルブ178を備える。遮断バルブ178は、水素タンク3からノズル4に供給される水素燃料を遮断する。遮断バルブ178の構成は、上記の遮断バルブ168の構成と同じでもよく、異なってもよい。
The
さらに、水素トーチ1sは、加速度検知部173で検知した水素トーチ1sの加速度変化に基づいて、遮断バルブ178を閉じて水素流路5を閉鎖する制御部174を備える。また、加速度検知部173、制御部174、および遮断バルブ178は、配線175を介して連結している。
Furthermore, the
遮断バルブ178の配置箇所は、水素タンク3と調整バルブ6との間でも、調整バルブ6とノズル4との間でもよい。図19に示すように、遮断バルブ178が調整バルブ6とノズル4との間に設けられると、遮断バルブ178を閉じた後にノズル4に供給される水素燃料の量が少なく、水素トーチ1sの火炎9をより速く絶やすことができる。
The arrangement location of the
次に、第18の実施の形態の水素トーチ1sの作用について説明する。
Next, the operation of the
トーチランナーの転倒時などによって水素トーチ1sに加速度変化が生じた場合、加速度検知部173は水素トーチ1sの加速度変化を検知する。加速度検知部173が水素トーチ1sの加速度変化を検知すると、制御部174は、加速度のデータを加速度検知部173から受け取る。そして、水素トーチ1sに生じた加速度変化が所定値を超えると、制御部174は、遮断バルブ178を閉じて水素流路5を閉鎖し、ノズル4への水素燃料の供給を停止し、水素トーチ1sの火炎9を強制的に絶やさせる。
When the acceleration change occurs in the
上記したように、第18の実施の形態の水素トーチ1sによれば、水素トーチに所定の加速度変化が生じた場合、ノズルに供給されている水素燃料は強制的に遮断される。そのため、トーチランナーが転倒したとき、水素トーチの火炎が絶やされ、トーチランナーや周囲への火炎による怪我を防ぐことができる。
As described above, according to the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第19の実施の形態)
図20は、第19の実施の形態の水素トーチ1tの構成を模式的に示す図である。
(Nineteenth embodiment)
FIG. 20 is a diagram schematically illustrating the configuration of the hydrogen torch 1t according to the nineteenth embodiment.
第19の実施の形態の水素トーチ1tにおいて、把持検知部および遮断バルブを備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1t according to the nineteenth embodiment is basically the same as the configuration of the hydrogen torch 1 according to the first embodiment, except that a gripping detection unit and a shutoff valve are provided. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第19の実施の形態の水素トーチ1tは、水素トーチ1tの把持部が把持されていることを検知する把持検知部183、および水素流路5に設けられた遮断バルブ188を備える。遮断バルブ188は、水素タンク3からノズル4に供給される水素燃料を遮断する。遮断バルブ188の構成は、上記の遮断バルブ168の構成と同じでもよく、異なってもよい。
The hydrogen torch 1t according to the nineteenth embodiment includes a
さらに、水素トーチ1tは、把持検知部183からの出力に基づいて、遮断バルブ188を閉じて水素流路5を閉鎖する制御部184を備える。また、把持検知部183、制御部184、および遮断バルブ188は、配線185を介して連結している。
Further, the hydrogen torch 1 t includes a
把持部は、トーチランナーが水素トーチ1tを把持する部分であり、一般的には、筐体2の側面である。ここでは、図20に示すように、把持部は、把持検知部183である。
The grip portion is a portion where the torch runner grips the hydrogen torch 1t, and is generally a side surface of the
次に、第19の実施の形態の水素トーチ1tの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1t according to the nineteenth embodiment will be described.
トーチランナーが水素トーチ1tの把持部である把持検知部183を把持しているときは、遮断バルブ188は通電し、遮断バルブ188は開いている。転倒時などによってトーチランナーが水素トーチ1tを手放した場合、制御部184は遮断バルブ188への電気供給を遮断し、遮断バルブ188は閉じる。そして、水素流路5を閉鎖し、ノズル4への水素燃料の供給を停止し、水素トーチ1tの火炎9を強制的に絶やさせる。
When the torch runner is gripping the
上記したように、第19の実施の形態の水素トーチ1tによれば、トーチランナーが把持していた水素トーチを手放すと、ノズルに供給されている水素燃料は強制的に遮断される。そのため、トーチランナーが転倒したとき、水素トーチの火炎が絶やされ、トーチランナーや周囲への火炎による怪我を防ぐことができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1t of the nineteenth embodiment, when the hydrogen torch held by the torch runner is released, the hydrogen fuel supplied to the nozzle is forcibly shut off. Therefore, when the torch runner falls, the flame of the hydrogen torch is extinguished, and the torch runner and surrounding flames can be prevented from being injured.
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
(第20の実施の形態)
図21は、第20の実施の形態の水素トーチ1uの構成を模式的に示す図である。
(20th embodiment)
FIG. 21 is a diagram schematically illustrating the configuration of the hydrogen torch 1u according to the twentieth embodiment.
第20の実施の形態の水素トーチ1uにおいて、メッシュ状の炎色反応体を備える以外は、第1の実施の形態の水素トーチ1の構成と基本的に同じである。そのため、ここでは、その異なる構成について主に説明する。 The hydrogen torch 1u according to the twentieth embodiment is basically the same as the configuration of the hydrogen torch 1 according to the first embodiment, except that a mesh-like flame reactant is provided. Therefore, here, the different configuration will be mainly described.
第20の実施の形態の水素トーチ1uは、筐体2の中心軸方向に沿って貫通する貫通孔194aを有するメッシュ状の炎色反応体194を備える。炎色反応体194の貫通孔194aはノズル4の先端部と嵌合され、炎色反応体194は筐体2の中心軸方向に沿って延設される。炎色反応体194は、例えば、環状の筒体である。また、炎色反応体194は、ノズル4の下流に形成される火炎9aによって炎色反応を起こす。
The hydrogen torch 1u according to the twentieth embodiment includes a mesh-
炎色反応体194は、筐体2の先端面7よりも下流側のノズル4に設けられる。また、炎色反応体194は貫通孔194aを介してノズル4に固定されているので、炎色反応体194はノズル4を塞がない。炎色反応体194は、例えば不図示のねじなどによって、ノズル4に固定されている。
The
炎色反応体194は、例えば筐体2の中心軸方向に対して対称である。ここでは、図21に示すように、炎色反応体194の内径が筐体2の中心軸方向に沿って一定である一例を示すが、炎色反応体194の内径は一定でなくてもよい。炎色反応体194の内径は、ノズル4に嵌合している側の炎色反応体194の一端から他端に向かって大きくなってもよいし、小さくなってもよい。
The
また、ここでは、図21に示すように、貫通孔194aを介して、炎色反応体194の内周がノズル4の先端部の外周に嵌合する一例を示すが、炎色反応体194の外周がノズル4の先端部の内周に嵌合してもよい。
Here, as shown in FIG. 21, an example in which the inner periphery of the
また、炎色反応体194は、メッシュ状であり、筐体2の中心軸方向に垂直な方向の貫通孔(図示しない)を有する。なお、炎色反応体194のメッシュの形状は、特に限定されるものではなく、例えば格子状などが挙げられる。
Moreover, the
炎色反応体194は、メッシュ状の担持体195と、担持体195の表面に形成され、水素トーチ1uの火炎9aによって炎色反応を起こす炎色反応物質196とから構成される。
The
炎色反応物質196を担持する担持体195は、メッシュ状である。担持体195を構成する物質は、火炎9aと反応せず、火炎9aによって加熱されても炎色反応体194の形状を維持することができれば、特には限定されるものではない。担持体195は、例えばステンレスやハステロイなどの合金から構成される。
The carrier 195 carrying the
担持体195の表面に担持される炎色反応物質196は、水素トーチ1uの火炎9aによって炎色反応を起こす物質から構成される。炎色反応物質196は、例えば塩化ナトリウム、酸化リチウム、ホウ酸のような化合物、インジウムのような金属単体などから構成される。また、炎色反応物質196は、1種の物質から構成されてもよく、2種以上の物質から構成されてもよい。
The
炎色反応体194の製造方法は特には限定されない。例えば、担持体195の表面に炎色反応物質196を塗布した後に、炎色反応物質196を塗布した担持体195を所定の温度で加熱して熱処理し、炎色反応物質196を焼成することによって、炎色反応体194が製造される。担持体195上に炎色反応物質196が焼成されることによって、火炎9aの形成時であっても、炎色反応物質196が水素トーチ1uの外部へ飛散することを抑制できる。すなわち、担持体195からの炎色反応物質196の剥離を抑制することができる。
The method for producing the
担持体195への炎色反応物質196の塗布方法は、炎色反応物質196を粉砕して得られる粉体を塗布してもよいし、炎色反応物質196を所定の溶媒に溶解させて得られる溶液を塗布してもよい。
The
炎色反応物質196の焼成温度は、炎色反応物質196を構成する物質に応じて適宜選択される。炎色反応物質196の焼成について、炎色反応物質196を塗布した担持体195は、例えば、電気炉内で熱処理してもよいし、火炎9aによって熱処理してもよい。
The firing temperature of the
炎色反応体194を構成する炎色反応物質196の量は、特には限定されるものではなく、所望の時間だけ火炎9aが形成されればよい。例えば、供給される水素燃料の流量が5L/minで炎色反応物質196の量が30mgのとき、火炎9aは20分間形成される。
The amount of the
なお、水素トーチ1uには、火炎9aの基部を包囲する不図示の筒状の包囲部材を設けてもよい。この包囲部材は、水素トーチ1uの外部からの横風などから火炎9aを防ぐ。
The hydrogen torch 1u may be provided with a cylindrical surrounding member (not shown) that surrounds the base of the
次に、第20の実施の形態の水素トーチ1uの作用について説明する。 Next, the operation of the hydrogen torch 1u according to the twentieth embodiment will be described.
水素タンク3を流出して水素流路5内を流れる水素燃料は、ノズル4に流入し、ノズル4の先端部から筐体2の外部に噴出される。そして、上述したように、点火源によって点火され、ノズル4の下流に、拡散火炎が形成される。そして、水素トーチ1uの火炎9aの熱によって、炎色反応体194の炎色反応が生じる。炎色反応体194が水素トーチ1uの火炎9aで炎色反応するため、可視領域の波長を有する光が放出され、水素トーチ1uの火炎9aは炎色反応体194を構成する材料に応じた色に着色される。
Hydrogen fuel flowing out of the
上記したように、第20の実施の形態の水素トーチ1uによれば、ノズルの下流に形成される火炎によって炎色反応を起こす炎色反応体をノズルの先端部に備える。そのため、炎色反応体を構成する材料を適宜選択することで、水素トーチの火炎を任意の色に着色することができる。 As described above, according to the hydrogen torch 1u of the twentieth embodiment, a flame reaction body that causes a flame reaction by a flame formed downstream of the nozzle is provided at the tip of the nozzle. Therefore, the flame of the hydrogen torch can be colored in an arbitrary color by appropriately selecting the material constituting the flame color reactant.
また、ノズル4の先端部に嵌合される炎色反応体194は、ノズル4を塞がない。そのため、水素トーチ1uは、火炎高さの増加した火炎9aを形成することができる。そのため、火炎9aの形成時に炎色反応物質196が水素トーチ1uの外部へ飛散することを抑制できることから、火炎9aの形成時間をさらに長くすることができる。
Further, the
また、水素燃料として水素ガスを用い、酸化剤として空気中の酸素を利用するため、二酸化炭素および煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することができる。 In addition, since hydrogen gas is used as the hydrogen fuel and oxygen in the air is used as the oxidant, a clean hydrogen torch that does not discharge particulates such as carbon dioxide and soot can be provided.
以上説明した実施の形態によれば、二酸化炭素や煤などの微粒子を排出しないクリーンな水素トーチを提供することが可能となる。 According to the embodiment described above, it is possible to provide a clean hydrogen torch that does not discharge fine particles such as carbon dioxide and soot.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g,1h,1i,1j,1k,1m,1n,1p,1q,1r,1s,1t,1u…水素トーチ、2,162…筐体、3,13…水素タンク、4…ノズル、5…水素流路、6…調整バルブ、7…先端面、8…後端面、9,9a…火炎、13a…水タンク、13b…水素生成タンク、15…水流路、16…水調整バルブ、23,33…ヒータ部、34…入力端子部、35…断熱部材、44,64,114…ノズル、44a…先端部、54…炎色反応部材、74…炎色反応回転部材、74a…支持部材、74b…羽部材、84…包囲部材、84a…孔、92a,152a…導入部、92b,152b…排出部、93,153…空気、94…包囲部材、103…溶液タンク、105…溶液流路、114a…先端部、122…バッテリー、123…スイッチ、124…スパークプラグ、125,175,185…配線、133…カバー部材、134,144…伝熱部材、145…空気流路、146…駆動部材、154…スワーラ、162a…分離線、162b…第1筐体、162c…第2筐体、163…予備水素タンク、165…予備水素流路、166…予備調整バルブ、168,178,188…遮断バルブ、173…加速度検知部、174,184…制御部、183…把持検知部、194…炎色反応体、194a…貫通孔、195…担持体、196…炎色反応物質。
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f, 1g, 1h, 1i, 1j, 1k, 1m, 1n, 1p, 1q, 1r, 1s, 1t, 1u ... hydrogen torch, 2,162 ... casing, DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給し、水素吸蔵合金を収容する水素タンクと、
前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルと、
前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、
前記ノズルの下流に設けられ、焼成した炎色反応物質を具備するメッシュ状の炎色反応体と
を備えることを特徴とする水素トーチ。 A cylindrical housing;
A hydrogen tank provided in the housing for supplying hydrogen fuel and containing a hydrogen storage alloy ;
A nozzle that is provided on a front end surface of the housing and ejects the hydrogen fuel;
A hydrogen flow path for connecting the hydrogen tank and the nozzle, and supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle;
An adjustment valve that is provided in the hydrogen flow path and adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle ;
A hydrogen torch comprising a mesh-shaped flame-colored reactant provided downstream of the nozzle and comprising a fired flame-colored reactant .
水を収容する水タンクと、
前記水タンクと連結され、前記水タンクから供給された前記水との加水分解反応によって水素燃料を生成する水素生成タンクと
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の水素トーチ。 The hydrogen tank is
A water tank for containing water;
The hydrogen torch according to claim 1, further comprising a hydrogen generation tank that is connected to the water tank and generates hydrogen fuel by a hydrolysis reaction with the water supplied from the water tank.
前記溶液タンクと前記ノズルとを連結し、前記溶液タンク内の前記溶液を前記ノズルに供給する溶液流路と
をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の水素トーチ。 A solution tank for supplying a solution of a compound that causes a flame reaction by a flame formed downstream of the nozzle;
The solution tank and then connecting the nozzle, hydrogen torch according to claim 1 or 2, the solution in the solution tank and further comprising a solution flow path for supplying to the nozzle.
前記スパークプラグに配線を介して電圧を供給するバッテリーと、
前記バッテリーから前記スパークプラグへの電圧の供給をオンまたはオフするスイッチと
をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の水素トーチ。 A spark plug provided near the downstream side of the tip of the nozzle and igniting hydrogen fuel ejected from the nozzle;
A battery for supplying voltage to the spark plug via wiring;
The hydrogen torch according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a switch for turning on or off the supply of voltage from the battery to the spark plug.
前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給する水素タンクと、
前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルと、
前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、
前記水素トーチに生じる加速度変化を検知する加速度検知部と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料を遮断する遮断バルブと、
前記加速度検知部で検知した加速度変化に基づいて、前記遮断バルブを閉じて前記水素流路を閉鎖する制御部と
を備えることを特徴とする水素トーチ。 A cylindrical housing;
A hydrogen tank provided in the housing and for supplying hydrogen fuel;
A nozzle that is provided on a front end surface of the housing and ejects the hydrogen fuel;
A hydrogen flow path for connecting the hydrogen tank and the nozzle, and supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle;
An adjustment valve that is provided in the hydrogen flow path and adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
An acceleration detector for detecting an acceleration change occurring in the hydrogen torch;
A shutoff valve that is provided in the hydrogen flow path and shuts off the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
A control unit that closes the shut-off valve and closes the hydrogen flow path based on a change in acceleration detected by the acceleration detection unit;
Hydrogen torch characterized by obtaining Bei a.
前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給する水素タンクと、
前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルと、
前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、
前記水素トーチの把持部が把持されていることを検知する把持検知部と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料を遮断する遮断バルブと、
前記把持検知部からの出力に基づいて、前記遮断バルブを閉じて前記水素流路を閉鎖する制御部と
を備えることを特徴とする水素トーチ。 A cylindrical housing;
A hydrogen tank provided in the housing and for supplying hydrogen fuel;
A nozzle that is provided on a front end surface of the housing and ejects the hydrogen fuel;
A hydrogen flow path for connecting the hydrogen tank and the nozzle, and supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle;
An adjustment valve that is provided in the hydrogen flow path and adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
A gripping detection unit for detecting that the gripping unit of the hydrogen torch is gripped;
A shutoff valve that is provided in the hydrogen flow path and shuts off the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
A control unit that closes the shut-off valve and closes the hydrogen flow path based on an output from the grip detection unit;
Hydrogen torch characterized by obtaining Bei a.
前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給する水素タンクと、
前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルと、
前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、
前記水素タンクの周囲に設けられ、前記水素タンクを加熱するヒータ部と
を備えることを特徴とする水素トーチ。 A cylindrical housing;
A hydrogen tank provided in the housing and for supplying hydrogen fuel;
A nozzle that is provided on a front end surface of the housing and ejects the hydrogen fuel;
A hydrogen flow path for connecting the hydrogen tank and the nozzle, and supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle;
An adjustment valve that is provided in the hydrogen flow path and adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
A heater provided around the hydrogen tank for heating the hydrogen tank ;
Hydrogen torch characterized by obtaining Bei a.
前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給する水素タンクと、
前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルと、
前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、
前記水素タンクの周囲に設けられ、前記水素タンクを加熱するヒータ部と、
前記ヒータ部に電力を供給する外部電源と接続するための入力端子部と、
前記ヒータ部の周囲を覆う断熱部材と
を備えることを特徴とする水素トーチ。 A cylindrical housing;
A hydrogen tank provided in the housing and for supplying hydrogen fuel;
A nozzle that is provided on a front end surface of the housing and ejects the hydrogen fuel;
A hydrogen flow path for connecting the hydrogen tank and the nozzle, and supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle;
An adjustment valve that is provided in the hydrogen flow path and adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
A heater provided around the hydrogen tank for heating the hydrogen tank;
An input terminal for connecting to an external power supply for supplying power to the heater;
A heat insulating member covering the periphery of the heater portion;
Hydrogen torch characterized by obtaining Bei a.
前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給する水素タンクと、
前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルと、
前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、
一端が前記ノズルの下流に形成される火炎の近傍に設けられ、他端が前記筐体の内部に延設された伝熱部材と、
前記伝熱部材の他端と連結され、前記水素タンクの周囲に設けられ、前記伝熱部材から伝えられる熱で前記水素タンクを加熱するカバー部材と
を備えることを特徴とする水素トーチ。 A cylindrical housing;
A hydrogen tank provided in the housing and for supplying hydrogen fuel;
A nozzle that is provided on a front end surface of the housing and ejects the hydrogen fuel;
A hydrogen flow path for connecting the hydrogen tank and the nozzle, and supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle;
An adjustment valve that is provided in the hydrogen flow path and adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
One end is provided in the vicinity of the flame formed downstream of the nozzle, and the other end is a heat transfer member extended inside the housing;
A cover member connected to the other end of the heat transfer member, provided around the hydrogen tank, and heating the hydrogen tank with heat transferred from the heat transfer member;
Hydrogen torch characterized by obtaining Bei a.
前記筐体内に設けられ、水素燃料を供給する水素タンクと、
前記筐体の先端面に設けられ、前記水素燃料を噴出するノズルと、
前記水素タンクと前記ノズルとを連結し、前記水素タンク内の前記水素燃料を前記ノズルに供給する水素流路と、
前記水素流路に設けられ、前記水素タンクから前記ノズルに供給される前記水素燃料の流量を調整する調整バルブと、
一端が前記ノズルの下流に形成される火炎の近傍に設けられ、他端が前記筐体の内部に延設された伝熱部材と、
前記伝熱部材に隣接して設けられ、前記伝熱部材の他端側から空気を導入し、前記伝熱部材の一端側から前記空気を排出する空気流路と、
前記ノズルの下流に形成される火炎の近傍に設けられ、前記空気流路から排出された空気によって駆動する駆動部材と
を備えることを特徴とする水素トーチ。 A cylindrical housing;
A hydrogen tank provided in the housing and for supplying hydrogen fuel;
A nozzle that is provided on a front end surface of the housing and ejects the hydrogen fuel;
A hydrogen flow path for connecting the hydrogen tank and the nozzle, and supplying the hydrogen fuel in the hydrogen tank to the nozzle;
An adjustment valve that is provided in the hydrogen flow path and adjusts the flow rate of the hydrogen fuel supplied from the hydrogen tank to the nozzle;
One end is provided in the vicinity of the flame formed downstream of the nozzle, and the other end is a heat transfer member extended inside the housing;
An air flow path that is provided adjacent to the heat transfer member, introduces air from the other end side of the heat transfer member, and discharges the air from one end side of the heat transfer member;
A drive member provided in the vicinity of a flame formed downstream of the nozzle and driven by air discharged from the air flow path;
Hydrogen torch characterized by obtaining Bei a.
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