JPH0159490B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素／酸素ガス発生装置に関する。

本発明と同一人の出願に係る米国特許出願第
302807号（1981年９月16日出願）には、本発明に
使用されるような水素／酸素ガスを発生させる方
法が開示されている。

不純物を含む水から水素原子と酸素原子とを分
離するその方法では、互いに類似した非酸化性金
属の２枚の板の間に水を通過させる。その水には
電解質は何ら添加されない。極めて低い直流電
圧／電流源から、一方の板は正の電位に、また、
他方の板は負の電位に置かれている。直流電圧に
よるサブアトミツク（sub―atomic）作用が非電
解水に及ぼされて、水素原子と酸素原子とが分離
される。また、窒素のような水中に含まれている
他のガスも同様に分離される。遊離しない水中の
不純物は、強制的に分解させられ、公知の方法で
収集され、使用されたり廃棄処分される。

直流は水分子に対して静的（atatic）な力とし
て作用する。一方、非調整脈流波直流は動的
（dynamic）な力として作用する、直流をパルス
化することにより、水分子からの水素原子及び酸
素原子の遊離はさらに増大する。

本出願人による米国特許出願第262744号（1981
年５月11日出願）には水素／酸素ガス発生装置の
用途が開示されている。該装置では、水素ガスの
燃焼速度は水素ガス及び酸素ガスの混合物への不
燃性ガスの添加量を制御することにより制御され
る。

さて、電気分解によつて水素ガス及び酸素ガス
を発生させる方法は周知である。もちろん、酸素
ガスと適当に混合させることにより、水素ガスを
燃焼させることができ、理想状態では燃焼の炎を
得ることができる。これらの事項は、米国特許第
4184921号に記述されている。しかし、この場合、
水素の燃焼速度はガソリンの37〜45cm／sec.に対
して265〜325cm／sec.であり、水素の燃焼速度が
極めて大きく、通常の状態ではノズルから出る水
素の炎を保持することができない。従つて、水素
ガス発生装置に設けられたノズルに炎を保持する
ためには、水素の燃焼速度を減少させなければな
らない。

自然状態にあらゆる水は、それがなま水、井戸
水、海水、淡水であるかどうかを問わず大気が飽
和しているということは知られている。さらに、
この場合、大気は多量の窒素を含んでいるので、
あらゆる自然水は窒素を含んでいる。さらに、自
然水中の窒素の含有率は水の出所や純度と無関係
に17％で一定であり、極めて均一になつている。
従つて、自然水をガス分析すると、水素及び酸素
に対して窒素は17パーセントとなる。

ノズルは適当なラインにより収集チヤンバに接
続されており、炎の大きさ、燃焼ガス混合物の温
度と速度に応じて制御された大きさと形状のポー
ト開口を有している。炎を維持するため、すなわ
ち、ブローアウトを防止するため、全体の炎の大
きさを大きくすべき場合には、付加的なノズルが
設けられる。

本発明の主な目的は、水を原料として得られた
水素／酸素による燃焼を保持することのできる新
規な水素／酸素ガス発生装置を提供することであ
る。

本発明の目的は、水素ガスと酸素ガスに加え
て、純粋な水素／酸素の炎の燃焼速度及び温度を
減少し得る不燃性の窒素を遊離する水素／酸素ガ
ス発生装置を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、他の不燃性ガスの
添加量を制御してガスチヤンバに送りそれによつ
てさらに水素ガスの燃焼速度と温度を制御し得る
水素ガス発生装置を提供することである。

本発明の他の目的及び特徴は、図面を参照して
以下に行なう本発明の好ましい実施例の詳細な説
明から一層明らかになるだろう。

水素ガス発生装置１０は、本発明と同一人の出
願に係る上述の出願に記載されたものである。こ
の発生装置は、密閉された液密ハウジングを備
え、その中に自然水１３を入れている。水１３に
は一対の板（一方は図示されていない）が沈めら
れており、該板にはコネクタ１１を介して低直流
電圧１電流がかけられている。本発明と同一人の
出願に係る上述の出願に記載されているように、
２つの互いに類似する非酸化性金属板の間にかけ
られる電位によりサブアトミツク作用が生じる。
この作用により、水素原子１４ａ〜ｎ及び酸素原
子１８ａ〜ｎが水分子から遊離される。

ここで、サブアトミツク作用とは水の分子の誘
電分極によつて酸素原子と水素原子とを物理に分
離させるものであり、この水の分子の誘電分極
は、基本的には４つの段階から成る。

第一段階として、水の分子の両側に逆極性に帯
電した電圧領域が同時に誘起される。第二段階と
して、この水の分子が電気的に分極する。第三段
階として、水素原子と酸素原子のこの電気分極に
よつて水の分子の安定性が大いに弱められる。最
後の段階として、上記電圧領域は逆方向の引力を
与えているので、水の分子はその構成成分に分割
される。この結果、水素原子と酸素原子とが分離
し、水素原子は負の電圧領域へ引かれ、酸素原子
は正の電圧領域へ引かれる。これはすべて同時に
起こる。

このサブアトミツク作用によれば、逆極性に帯
電した電圧領域への逆方向の吸引力のために、水
の分子を構成している水素原子と酸素原子とは既
に逆方向に動こうとしており、言い換えれば両原
子間の結合力が水の分子の誘電分極により既に大
いに弱められているので、両原子を実質的に分離
するのに必要な印加電圧の形態のエネルギーは極
めて小さい。

蒸留水から水素を発生させる電気分解による方
法と異り、本発明と同一人の出願に係る上述の装
置では、純水であることを必要としない。すなわ
ち不純物あるいは出所と無関係に任意の水を使用
することができる。

自然水、たとえば、水道水、井戸水、海水ある
いは淡水などは大気の吸収体である。大気は多量
の窒素ガスを含んでいる。大気吸収体としての水
は17パーセントの窒素を含んでいる。すなわち、
自然水は水素ガス及び酸素ガスに比較して17パー
セントの窒素を吸収する。水素ガス発生装置は、
サブアトミツク作用によりガスを強制的に発生さ
せるものであり、該装置を作動させると、水中の
ガスが遊離する。従つて、自然水を使用すること
によつて、水素ガス及び酸素ガスと共に、窒素ガ
スが遊離する。

水道水を使用する好ましい実施例では、窒素ガ
ス１６ａ〜ｎは、水素ガス発生装置１０のチヤン
バ１９の中で水素ガス１４ａ〜ｎ及び酸素ガス１
８ａ〜ｎと混合する。

ライン２４、ノズル２０、次いでポート２２を
通じてガスが遊離されると、それらのガスの混合
物を点火し、炎２５がつくられる。

窒素ガス１６ａ〜ｎが水素ガス１４ａ〜ｎの燃
焼速度及び温度を減少させるので、炎２５は保持
される。

水素ガス１４ａ〜ｎの燃焼速度及び温度をさら
に制御する現実的な方法は、発生した水素ガス及
び酸素ガスに直接不燃性ガスを添加することであ
る。この添加は水素ガス発生装置の上部チヤンバ
１９の入口で行なわれる。バルブ手段３５はガス
チヤンバ１９に添加される不燃性ガス１６ａ〜ｎ
の量を制御し得るように調整できるようになつて
いる。

ノズル２０は、ライン２４により発生装置１０
のチヤンバ１９に接続されており、ポート２２か
ら所定量のガスを排出し得るような所定の形状を
している。ポートの大きさは、発生しチヤンバ１
９に集収されるガス、発生装置のチヤンバ１９の
圧力及び必要とされる炎の大きさに依存する。

炎２５の大きさを増すには、単に発生するガス
の割合を増大させればよいと考えられるかも知れ
ない。しかし、単にガスを増加させるとノズルに
開口しているポート２２でブローアウト（炎の消
滅）が生じる。このブローアウトは、水中に含ま
れるガス成分のパーセンテージが一定のままであ
るにもかかわらず、水素ガス発生量の増加によつ
て、初期の段階のガス混合物の比率がくずされる
ために生じる。代表的には、水道水は62％の水
素、31％の酸素及び17％の窒素を含む。現実に
は、それらのパーセンテージは水道水に含まれる
その他のガスのためにやや少い。発生量が増大し
ても、水の成分パーセンテージに影響しないが、
ガスの体積がそれに比例して増大する。そして、
ガスの体積は圧力に直接関係するので、その圧力
も同様に増大する。

チヤンバ１９内の水素を含むガス混合物の圧力
が増大することによる速度の増大を効果的に減少
または阻止するためには、ポート２２を大きくす
ることにより増大した圧力を処理し得ると考えら
れるかも知れない。しかし、上述したように、ポ
ートを拡大しても、水素を含有するガス混合物の
濃度が大きくなり高速になると炎のブローアウト
が生じることがある。

そこで、圧力が増大し拡大化した炎を保持する
ためには、第２図に示されるように、上述の所定
のポートの大きさを有するポート２２ａ〜ｎを備
えた複数の付加的なノズル２０ａ〜ｎ、あるいは
複数のポート２０ａ〜ｎを有する単一のノズル２
０がラインに付加される。即ち炎のブローアウト
の発生を防止するために個々のポートの大きさを
小さくする一方で、大きな炎を得るためにポート
の数を増やすことができるようにしている。かく
して必要とされる炎が大きくなればなる程、それ
に応じてポートの数も多くなる。ポートのサイズ
が大きすぎたり小さすぎたりすると、該ポートは
炎を保持することができない。また、ポートのサ
イズが大きすぎると、発生装置１０のチヤンバ１
９内で逆着火が起こることもある。かくして、本
発明に従い、ポート２２の大きさを制御すれば、
水素逆着火を有効に防止しつつ、炎を保持するこ
とができる。したがつて、本発明によれば、炎の
調節をガスの発生速度に無関係にガスの混合比に
よつて行うことができる。

本発明は、図示された特定の実施例に沿つて説
明されているけれども、本発明の目的及び範囲に
はこれらの実施例についての変更及び修正が含ま
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水素発生装置の最も好まし
い実施例を示す断面図である。第２図は、本発明
装置において炎の大きさを増大させるために、ノ
ズルポートの数を増した場合の概略図である。 符号の説明、１０……水素／酸素ガス発生装
置、１２……ハウジング、１３……自然水、１４
ａ〜ｎ……水素原子、１６ａ〜ｎ……不燃性ガ
ス、１８ａ〜ｎ……酸素原子、１９……ガス収集
チヤンバ、２０……ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水素／酸素ガスを発生させ、それらのガスに
   よる燃焼を制御して保持することのできる水素／
   酸素ガス発生装置であつて、不燃性ガスを含む自
   然水を入れるハウジングと、低電流直流電圧をか
   けてサブアトミツク作用を前記水に及ぼす一対の
   類似した非酸化性の板とを備え、前記作用により
   水分子から水素原子及び酸素原子を遊離しさらに
   水から不燃性ガスを遊離し、さらに、前記水素／
   酸素ガス発生装置が、前記遊離されたガスを収集
   し混合する前記発生装置内のガス収集チヤンバ
   と、水素ガス、酸素ガス及び不燃性ガスの混合物
   を受け容れる入口を備えたハウジングのガス収集
   チヤンバに設けられたノズルとを備え、前記ノズ
   ルは１つのポートの上に所定の大きさと形状を有
   し前記混合ガスを噴出させるようになつており、
   前記発生装置がさらに前記混合ガスを点火する手
   段を備えていることを特徴とする水素／酸素ガス
   発生装置。 ２ 前記不燃性ガスが窒素であることを特徴とす
   る第１項記載の水素／酸素ガス発生装置。 ３ 水素ガス発生装置の前記収集チヤンバで混合
   されるガスが62％の水素、31％の酸素及び17％の
   窒素から成ることを特徴とする第２項記載の水
   素／酸素ガス発生装置。 ４ ハウジングのガス収集チヤンバに接続された
   入口と、不燃性ガスを前記チヤンバに導入する手
   段とを備えたことを特徴とする第３項記載の水
   素／酸素ガス発生装置。 ５ 前記入口が前記チヤンバに導入する不燃性ガ
   スの量を制御するバルブ手段を備えていることを
   特徴とする第４項記載の水素／酸素ガス発生装
   置。 ６ 所定の大きさと形状を有する前記ノズルのポ
   ートが前記収集チヤンバにおけるガスの比率に関
   連しており、前記ポートでの所定の速度と大きさ
   の炎を与えることを特徴とする第５項記載の水
   素／酸素ガス発生装置。 ７ 前記ポートの大きさと形状が複数のポートに
   よつて維持されており、炎の大きさを比例して増
   大させ得るようになつたことを特徴とする第６項
   記載の水素／酸素ガス発生装置。