JPH05196201A

JPH05196201A - Ｐ／ｆ効果を利用した蒸気原動機

Info

Publication number: JPH05196201A
Application number: JP552792A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Moroto; 脩三諸戸; Masao Kawai; 正夫川合; Hiroshige Fukatsu; 裕成深津; Shinichi Takagi; 真一高木
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】燃焼ガスを用いず、有毒ガス及びＣＯ₂ガス
を排出しない蒸気原動機を提供し、重水の消耗がなく、
重水素ガスを利用することのできるＰ／Ｆ効果装置を蒸
気原動機の蒸気発生器として利用する。【構成】電解液１３を含む重水中に、一部が水面上に
露出した陽極１１と、水素吸蔵金属の陰極１２が浸り、
それらが圧力容器１６に密閉収容され、その内部に重水
素ガスＤ₂２１が充填されている。この陰極１２に接触
乃至近接した位置に作動流体を通し、蒸気生成管２０を
配置して、陰極１２で発生した過剰熱を利用して蒸気発
生管２０内で作動流体を蒸気とする。この蒸気を蒸気原
動機の蒸気源とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｐ／Ｆ効果を利用した
蒸気原動機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、蒸気原動機には石油、石炭等の化
石燃料又は薪を利用したものや、核分裂を利用したもの
があった。図５に従来の蒸気原動機の全体構成図の一例
を示す。この蒸気原動機に用いる蒸気発生器１０１に
は、石油、石炭等の化石燃料等の燃料ガス１０２が供給
される。この蒸気発生器１０１内には作動流体１０５が
流れている多数のパイプが巡らされており、ここで燃焼
されたガスと作動流体１０５とが熱交換を行なってい
る。燃焼されたガスは、排ガス１０４となって、蒸気発
生器１０１外へ排出される。作動流体１０５には例え
ば、フロンなどの有機流体が用いられ、蒸気発生器１０
１内での熱交換によりガス化されて、次いで例えば、レ
シプロエキスパンダ１０６等で機械エネルギーとして取
り出される。レシプロエキスパンダ１０６から排出され
たガスは冷却されて液化した作動流体１０５と再生熱交
換器１０７で熱交換され、さらに冷却ファン１０８を利
用したコンデンサ１０９で液体に凝縮される。液体にさ
れた作動流体１０５は給液ポンプ１１０により前記再生
熱交換器１０７で熱交換され再び蒸気発生器１０１内へ
供給される。このようにして、蒸気発生器１０１で発生
した蒸気を機械エネルギーとして利用していた。

【０００３】一方、１９８９年３月、ユタ大学で、ポン
ズ教授とフライシュマン教授らにより、エネルギー発生
装置が発表された。その装置は、重水酸化リチウムＬｉ
ＯＤを含んだ重水Ｄ₂Ｏにパラジウム等の水素吸蔵金属
材料を陰極とし、白金を陽極としたものに直流電流を供
給して電気分解を行なうものであり、電気分解によって
陰極で発生した重水素原子を陰極に吸蔵し続けることに
よって、その装置によれば、入力エネルギーに対して高
い出力エネルギーが熱エネルギーとして得られた。この
ようなエネルギー発生の効果は、今ではＰ／Ｆ効果と呼
ばれ、このエネルギー発生装置はＰ／Ｆ効果装置と呼ば
れている。

【０００４】そして、この過剰熱を利用する装置が国際
公開第９０／１０９３５号パンフレットの図１〜図８に
開示されている。この装置は、蒸気を通す管が電解液中
に通され、この蒸気が熱媒体となって過剰熱により昇温
された電解液から熱を奪い、該熱は蒸気発生装置で電気
エネルギーに変換されるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の蒸気原動機の蒸
気発生器では、化石燃料や薪を利用したものは、排気ガ
スとしてＣＯ、ＮＯ_Xなどの人体に有害なガスや、ＣＯ
₂のように地球温暖化に関与する排気ガスが生じてい
た。また、その蒸気発生器では作動流体を加熱するには
燃焼ガスを使用するので多大な熱交換面積を必要とし、
そのために蒸気発生器自体が大型になっていた。

【０００６】核分裂による熱エネルギーを利用する蒸気
発生器では、放射線を閉じ込めるための隔壁を必要と
し、装置が大型のものとなり、また、使用中に放射性廃
棄物が生成するので、その放射性廃棄物の処理の問題が
あった。一方、従来、Ｐ／Ｆ効果装置は、比較的簡単な
装置で熱エネルギーが得られるので、その利用が期待さ
れていた。ところで従来のＰ／Ｆ効果装置においては、
電解質がアルカリ性のものと、酸性のものがあった。ア
ルカリ性電解質を用いるＰ／Ｆ効果装置では、陽極で式
（１）に示すような酸素ガスＯ₂を発生する反応が起こ
っている。

【０００７】

【化１】

【０００８】ここでＯＤ^-及びｅ^-は重水酸化イオン、
および電子を各々あらわす。この反応が起こるために
は、最低１. ７ V（ＲＨＥ基準）程度の電位を必要と
し、このようにＰ／Ｆ効果装置に入力するエネルギーが
多大なため、その装置の出力／入力エネルギー比を低下
させる主要因となっていた。また、重水Ｄ₂Ｏ電解液に
含まれる重水酸化リチウムＬｉＯＤ等の電解質は低電気
伝導性であるため電気分解を行なうと溶液の電気抵抗に
よるジュール熱が発生し、溶液及び電解槽が加熱される
ことになる。このような発熱も入力エネルギーを余計な
熱エネルギーにするだけで、この装置のエネルギー効率
を低下させる要因のひとつであった。

【０００９】また、酸性電解質を用いたＰ／Ｆ効果装置
においては、陽極では、重水Ｄ₂Ｏが次式（２）で示さ
れるように反応し酸素ガスＯ₂を発生していた。

【００１０】

【化２】

【００１１】この酸性溶解液における酸素ガスＯ₂発生
反応はアルカリ性電解液での同反応（式（１））を行な
うための電位すなわち、最低１. ７ V（ＲＨＥ基準）程
度の電位よりも更に高電位を必要とすることが知られて
いる。したがって、アルカリ性電解液を用いたＰ／Ｆ効
果装置と同様に、その装置の出力／入力エネルギー比を
低下させる主要因となっていた。

【００１２】さらに、密閉型のＰ／Ｆ効果装置、すなわ
ち重水素ガスＤ₂と酸素ガスＯ₂を再び装置内で重水Ｄ
₂Ｏに変換する型の装置においては、白金やパラジウム
等の触媒を用いた変換装置、及びその温度を２００℃程
度に保つ温度制御装置が必要である等の問題点があっ
た。そして、このＰ／Ｆ効果装置から取り出される熱エ
ネルギーを蒸気エネルギーの形態で利用することは具体
化されていなかった。

【００１３】そこで、本発明は、上記の問題点を解決し
た、すなわち、蒸気原動機の作動流体を加熱するのに燃
焼ガスを用いることなく、また、健康に有害なガス、お
よび地球温暖化の原因となるＣＯ₂ガスを発生すること
がなく、放射性廃棄物の処理の問題のない、蒸気原動機
を提供することを目的とする。さらに、本発明は、エネ
ルギー効率の良く、重水Ｄ₂Ｏの消耗が無く、重水素ガ
スＤ₂と酸素ガスＯ₂を重水Ｄ₂Ｏへ変換する装置を必
要としない連続運転可能なＰ／Ｆ効果装置を利用した、
蒸気原動機を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために本発明は、蒸気原動機において、蒸気発生器の
構成を圧力容器中に電解液が上部空間部を残し、水素吸
蔵金属またはその合金からなる陰極が浸るように収容さ
れ、圧力容器中の残りの空間には加圧された重水素ガス
Ｄ₂が充填されており、重水素ガスＤ₂が電極の反応点
まで気体の状態で供給される機能を持つ陽極が圧力容器
中に前記陰極に対向して配置されており、且つ陽極の少
なくともその一部が重水素ガスＤ₂中に露出し、陽極の
他の部分が前記電解液に接するように収容され、該陰極
と該陽極とに外部電圧が接続され、前記陰極に接触乃至
近接した位置に作動流体を通したことを特徴とする蒸気
発生器とするものである。

【００１５】図１は、本発明の蒸気原動機で用いる蒸気
発生器に使用されるＰ／Ｆ効果装置の概念を示す図であ
る。６は、密閉可能な圧力容器である。この圧力容器６
中にパラジウム等の水素吸蔵金属からなる陰極２と、重
水素ガスＤ₂をイオン化する働きのある陽極１が配置さ
れている。この圧力容器６内には前記陽極１および陰極
２が浸るように電解液３が収容されている。電解液３と
しては、例えば、ＬｉＯＤを用いる。また、この圧力容
器６中には加圧された重水素ガスＤ₂が充填されてい
る。

【００１６】陽極１の配置は、一部電解液３中に、他の
一部を重水素ガスＤ₂中に接触するように配置すると酸
素ガスＯ₂の発生のない反応が可能となる。その陽極１
となる材料には、ガス拡散電極またはパラジウム等があ
り、そのガス拡散電極は、通常、多孔質の反応層とガス
供給層がプレス成形されたものであり、反応層は親水性
カーボン粉末とポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）とによって成形した多孔質成形体に白金触媒を塗布
等により高分散状態で担持したものである。

【００１７】前記圧力容器６の内壁は耐蝕性材料によっ
て被覆されている。この材料としては例えば、ＰＴＦＥ
が使用されるが、電解液３に対して耐蝕性のある金属、
例えば、白金、ニッケル等をメッキ等の方法によりコー
ティングしてもよい。陽極１および陰極２には外部電源
として、Ｐ／Ｆ効果の状況に応じて与えるべき電流が調
整されるよう電流制御装置７が接続されている。また、
圧力容器６内に導入される重水素ガスＤ₂は、そのガス
圧を調整するために、圧力容器６の外に重水素ガス供給
装置８、およびそれに続く重水素ガス制御装置９を通し
て圧力容器６中に導入される。

【００１８】本発明の蒸気原動機の蒸気発生器は、Ｐ／
Ｆ効果装置から発生する熱エネルギーを蒸気エネルギー
の形態で取り出すものである。本発明の蒸気原動機に使
用するＰ／Ｆ効果装置の反応機構を次に説明する。その
Ｐ／Ｆ効果装置は、電解質を含む重水Ｄ₂Ｏ中で、陽極
と、水素吸蔵金属またはその合金から本質的になる陰極
とに電圧を印加してＰ／Ｆ効果反応を行なわせる形式の
Ｐ／Ｆ効果装置において、陽極に重水素ガスＤ₂を供給
することによって、陽極で酸素ガスＯ₂を発生させる反
応を行なわせることなく、次の式（３）

【００１９】

【化３】

【００２０】で示す重水素ガスＤ₂を重水素イオンＤ⁺
とする反応を行なわせるＰ／Ｆ効果装置である。本発明
をさらに説明すれば、本発明のＰ／Ｆ効果を利用した蒸
気原動機では、前記式（３）で示す重水素ガスＤ₂を重
水素イオンＤ⁺とする反応を行なわせるためには、次の
手段によって行なう。

【００２１】すなわち、本発明の蒸気原動機を密閉型と
し、この中に重水素ガスＤ₂を高圧で充填することによ
り、前記式（３）で示される電解液への重水素ガスＤ₂
のイオン化反応（式（３））速度を速める。ところで、
電解法によるＰ／Ｆ効果反応ではパラジウム等の水素吸
蔵金属またはその合金を陰極とし、その陰極中に重水素
原子Ｄを高密度に充填しなければならない。その場合、
本発明における電解液として重水酸化リチウムＬｉＯＤ
等のアルカリ性重水溶液を用いるＰ／Ｆ効果の陰極での
反応機構は、次の式のようになる。

【００２２】

【化４】

【００２３】

【化５】

【００２４】

【化６】

【００２５】式（４）により陰極表面に生じた吸着重水
素原子Ｄ（ａ）は、式（６）で示されるように陰極であ
るパラジウム内部へ吸収されるか（この状態をＤ（Ｐ
ｄ）と表す）、さらにまたは式（５）で示されるよう
に、重水素ガスＤ₂となってパラジウム表面より遊離す
る。式（３）の反応をおこなわせるためには、陽極に十
分な量の重水素ガスＤ₂を供給し、印加する電圧を、従
来水の電気分解に必要とされていた１．７Ｖ（ＲＨＥ基
準）よりはるかに少ない電圧を印加して行なう。

【００２６】式（３）の反応は電気分解型の反応ではな
く燃料電池型の反応であるため、通常、式（３）の反応
を行なわせてＰ／Ｆ効果を行なわせるために、装置に印
加する電圧は約０．５３Ｖ（１ＭＬｉＯＤ中、電流密度
６４ｍＡ／ｃｍ²）程度である。さらに詳細に説明すれ
ば、陽極で起こる反応、すなわち、式（３）に示される
反応に必要な過電圧は上記の条件時０．０１Ｖ程度であ
り、また陰極で起こる反応、すなわち式（４）、式
（５）、式（６）に示される反応に必要な過電圧は同条
件下で−０．５２Ｖ程度であるので、Ｐ／Ｆ効果装置全
体に印加されるセル電圧は、陽極過電圧−陰極過電圧＝
０．０１Ｖ−（−０．５２Ｖ）＝０．５３Ｖになる。し
たがってセル電圧の大部分は陰極過電圧による。ただ
し、その際考慮されるべきことは、電解液の種類、濃
度、および陰極／陽極間の距離によって異なるが、電解
液にはそれぞれ一定温度で固有の電気抵抗Ｒを有するの
で、電解電流ｉと電気抵抗Ｒとの積、ｉＲ分だけの電圧
が一般には余分に必要となる。したがって、このｉＲの
成分が大きい程、セル電圧と陰極過電圧の絶対値との差
が大きくなる。

【００２７】また、本発明において電解液としてＤ₂Ｓ
Ｏ₄、ＤＣｌ等の酸性電解液を用いた場合には陰極では
重水Ｄ₂Ｏが式（４）のように放電する代わりに重水素
イオンＤ⁺が次の式（７）のように放電する。

【００２８】

【化７】

【００２９】ここで、陰極表面に生じ、陰極に吸着され
た重水素原子Ｄ（ａ）はアルカリ性電解液中と同様に式
（５）に示されるように重水素ガスＤ₂となって遊離す
るか、あるいは式（７）で示されるように原子状のまま
陰極内部へ拡散し、溶解する。本発明においては、陽極
として重水素ガスＤ₂のイオン化反応（式（３））に対
して高活性を有するガス拡散電極等を配置し、該陽極へ
の重水素ガスＤ₂の供給を充分に保障することにより電
解液がアルカリ性でも酸性でも陽極での反応を式（３）
とすることができ、陰極への重水素原子Ｄ（ａ）の充填
に要する過電圧を大幅に減少させ、Ｐ／Ｆ効果を利用し
た蒸気原動機への必要な入力エネルギーを低くすること
ができる。

【００３０】ここで、陽極および陰極における個別の反
応をまとめて装置全体としての反応という面からみると
従来型のＰ／Ｆ効果装置では電解液がアルカリ性では式
（４）、式（５）、式（６）、式（１）の総和として、
酸性では式（７）と式（２）の総和として、いずれの液
性でも、次の式（８）

【００３１】

【化８】

【００３２】で示されるように重水Ｄ₂Ｏが電気分解さ
れて重水素ガスＤ₂と酸素ガスＯ₂が発生し、重水素Ｄ
の一部は重水素原子Ｄ（ａ）としてパラジウム内部へ溶
解吸収される。このとき従来型のＰ／Ｆ効果装置では陰
極へ充填される重水素原子Ｄ（ａ）は重水Ｄ₂Ｏから供
給されるので、重水Ｄ₂Ｏの消耗が起きていた。しかし
ながら、本発明のＰ／Ｆ効果を利用した蒸気原動機にお
いては、アルカリ性電解液では陰極反応は従来型のもの
と同様に式（４）、式（５）、式（６）で与えられる
が、陽極反応は式（３）で与えられ、陽極で生じた重水
素イオンＤ ⁺と陰極で生成した重水酸化イオンＯＤ^-と
が反応して重水Ｄ₂Ｏに戻るため、全体として起きるの
は重水Ｄ₂Ｏの電気分解による消耗ではなく重水素ガス
Ｄ₂の陰極中への溶解、吸収による重水素ガスＤ₂の消
耗のみである。

【００３３】一方、酸性電解液でも同様に重水素ガスＤ
₂の陽極反応は式（３）のようになり、生成した重水素
イオンＤ⁺が、式（７）に示されるように陰極で放電し
て再び重水素原子Ｄ（ａ）に戻るので、全体としては重
水Ｄ₂Ｏあるいは電解質の消耗は起きず、陰極中への重
水素Ｄの溶解、吸収による重水素ガスＤ₂の消耗のみで
ある。

【００３４】つぎに、上記に説明した新しい原理に基づ
くＰ／Ｆ効果により発生する過剰熱を機械エネルギーと
して取り出すための蒸気原動機についてさらに説明す
る。本発明の蒸気原動機とは、発熱体である陰極に、作
動流体が通っている蒸気生成管を直接埋め込んだり、陰
極に極近接して、間接的に蒸気生成管を配設することに
よって、陰極から発生する熱により、液体である作動流
体を蒸気に変換するものである。なお、作動流体には、
前記圧縮水の他、通常蒸気原動機に用いられているもの
であれば、例えば、フロン系の有機流体などが使用可能
である。

【００３５】

【作用】本発明の蒸気原動機の蒸気発生器は、Ｐ／Ｆ効
果により発熱する陰極に接触乃至近接した蒸気生成管を
配置しているので、Ｐ／Ｆ効果により発生する熱を蒸気
生成管内に搬送されている作動流体を蒸気に変換して取
り出すことができる。本発明のＰ／Ｆ効果を利用した蒸
気原動機の蒸気発生器は、従来型のＰ／Ｆ効果装置のよ
うに電解槽とそれを取り囲む圧力容器からなる二重構造
とせずに、電解液を圧力容器中に直接収容したので、次
の作用を有する。

【００３６】Ｐ／Ｆ効果によって生じた熱および電解電
流によって生じたジュール熱により電解液が蒸発し、そ
の蒸発した電解液は、蒸気発生器の圧力容器壁で凝縮
し、圧力容器壁の底に次第に集まる。この場合、前記従
来の二重構造のＰ／Ｆ効果装置であれば、電解槽の外側
の圧力容器の底に凝縮した電解液が溜まり、電解槽の電
解液は最終的には電解できなくなるまで減ってしまう
が、本発明では、蒸気原動機に使用する蒸気発生器を前
記構成としたので、蒸発し、凝縮した電解液は電解槽に
戻るために連続して再利用することができる。

【００３７】また、本発明によれば、本発明におけるＰ
／Ｆ効果反応は圧力容器内の重水素ガスＤ₂の圧力によ
ってガス拡散電極で前記式（３）の重水素ガスＤ₂をイ
オン化する反応が進み、その結果Ｐ／Ｆ効果反応が起こ
ることになる。

【００３８】

【実施例１】図２は、本発明のＰ／Ｆ効果を利用した蒸
気原動機に使用する蒸気発生器の実施例を示す。１６
は、密封可能な圧力容器である。この圧力容器１６内に
は、パラジウム等の水素吸蔵金属からなる陰極１２と、
重水素ガスＤ₂２１をイオン化する働きのある陽極１１
が配置され、前記陽極１１および陰極１２が浸るように
電解液１３が収容されている。この圧力容器１６内には
この圧力容器１６中に作動流体が流れている蒸気発生管
２０が、圧力容器１６外から導入され、陰極１２から熱
を奪い液体であった作動流体を蒸気に変換し、圧力容器
１６から排出されている。この蒸気発生管２０の電解液
１３に浸されている一部分に前記陰極１２が覆い包むよ
うに形成されている。

【００３９】この陰極１２に対向して、実質的等距離を
おいて、ガス拡散電極またはパラジウム等からなる陽極
１１が配置されている。また、この圧力容器１６中には
加圧された水素ガスＨ₂および重水素ガスＤ₂が充填さ
れている。陽極１１の配置は、一部電解液１３中に、他
の一部を重水素ガスＤ₂２１中に接触するように配置す
ると酸素ガスＯ₂の発生のない反応が可能となる。その
陽極１１となる材料がガス拡散電極である場合、その電
極は、多孔質の反応層とガス供給層がプレス成形されて
製造される。その成形材料は、反応層が親水性カーボン
粉末とポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とによ
って成形した多孔質成形体に白金触媒を塗布等により高
分散状態で担持したものである。

【００４０】前記圧力容器１６の内壁はＰＴＦＥ等の耐
蝕性材料によって被覆されている。一般的には、パラジ
ウム等の水素吸蔵金属は、その体積の９００〜１０００
倍程度の容積の重水素ガスＤ₂をその内部に吸収できる
ことが知られており、この点を考慮して予め本発明に使
用されるＰ／Ｆ効果装置の初期重水素圧を設定し、陰極
１２への重水素充填後の最終重水素ガスＤ₂２１のガス
圧が、電解液１３の温度上昇による沸騰を防止するに充
分な圧力以下にならないようにしておけば、装置の運転
中はこの初期重水素圧が減少するだけで重水素ガスＤ₂
２１の補充の必要はない。

【００４１】本実施例の蒸気発生器の陰極１２および陽
極１１に過電圧を印加してＰ／Ｆ効果による過剰熱を発
生させ、蒸気発生管２０に作動流体を流すことにより、
陰極１２で液体が蒸気になり、蒸気として取り出すこと
ができる。

【００４２】

【実施例２】図３は、本発明のＰ／Ｆ効果を利用した蒸
気原動機に使用する蒸気発生器の別の実施例を示す。３
１は、重水素イオンＤ⁺を生成する作用のある陽極であ
り、板状の２枚のガス拡散電極によって構成されてい
る。この陽極３１は、蒸気発生器内に収容された電解液
３３中に浸されており、その一部は液面上に突出して、
蒸気発生器中に加圧充填されている重水素ガスＤ₂４１
に接触している。３２は、水素吸蔵金属板からなる陰極
であり、重水素原子Ｄ（ａ）を吸蔵してＰ／Ｆ効果反応
を起こし、この陰極３２内で過剰熱が発生する。

【００４３】そして、この陰極３２は、圧力容器３６を
構成している熱伝導性の良い壁に接合されている。この
圧力容器３２の壁は、耐水性・耐蝕性の材料でできてお
り、例えば、ステンレス、セラミックが用いられる。さ
らに、この圧力容器３６の外側には、作動流体が流れて
いる蒸気発生管４０が圧力容器３６を包み込むように密
着して配管されている。

【００４４】このように構成された蒸気発生器の陰極３
２および陽極３１に過電圧を印加してＰ／Ｆ効果による
過剰熱を発生させ、蒸気発生管４０に作動流体を流すこ
とにより、陰極３２の近傍で作動流体は蒸気になり、蒸
気として取り出すことができる。

【００４５】

【実施例３】図４に、本発明の蒸気原動機の全体構成図
の実施例を示す。この蒸気原動機には、前記実施例１又
は２で説明した蒸気発生器を使用することができる。２
０１は蒸気発生器で、作動流体２０５が流れている多数
のパイプが巡らされており、ここで、Ｐ／Ｆ効果により
発生した過剰熱で熱せられた陰極と熱交換を行なってい
る。蒸気発生器２０１へ供給する作動流体２０５には、
例えば、フロン系の有機流体が用いられ、蒸気発生器２
０１内での熱交換によりガス化されて、次いで、例え
ば、ロータリエキスパンダ２０６で機械エネルギーとし
て取り出される。ロータリエキスパンダ２０６から排出
されたガスは冷却されて液化した作動流体２０５と再生
熱交換器２０７で熱交換され、さらに冷却ファン２０８
を利用したコンデンサ２０９で液体に凝縮される。液体
にされた作動流体２０５は給液ポンプ２１０により前記
再生熱交換器２０７で熱交換され再び蒸気発生器２０１
内へ供給される。このようにして、蒸気発生器２０１で
発生した蒸気を機械エネルギーに変換して利用すること
ができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、本発明の蒸気原動機の
蒸気発生器は、Ｐ／Ｆ効果により発熱する陰極に接触乃
至近接した蒸気発生管を配置しているので、Ｐ／Ｆ効果
で発生する熱により、蒸気発生管に搬送されている作動
流体を蒸気に変換して取り出すことができる。したがっ
て、蒸気に変換するための熱源として燃焼ガスを用いな
いので、健康に有害なガス、および地球温暖化の原因と
なるＣＯ₂ガスを発生することなく、また、放射性廃棄
物の処理の問題のない、コンパクトな蒸気原動機とする
ことができる。

【００４７】また、本発明の蒸気原動機の蒸気発生器
は、電解質を含む重水Ｄ₂Ｏが圧力容器中に直接収容さ
れているので、すなわち、圧力容器がそのまま電解液を
収容した電解槽となっているので、電解質を含む重水Ｄ
₂Ｏが徐々に蒸発して凝縮をくりかえしても、陽極およ
び陰極は絶えず電解液に浸された状態となり、Ｐ／Ｆ効
果を連続して行なうことができる。

【００４８】また、本発明の蒸気原動機の蒸気発生器で
行なわれるＰ／Ｆ効果反応は、エネルギー効率が良く、
重水Ｄ₂Ｏの消耗が無く、重水素ガスＤ₂と酸素ガスＯ
₂を重水Ｄ₂Ｏへ変換する装置を必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蒸気原動機で用いるＰ／Ｆ効果装置の
概念を示す図。

【図２】本発明の蒸気原動機で用いるＰ／Ｆ効果を利用
した蒸気発生器を示す。

【図３】本発明の蒸気原動機で用いるＰ／Ｆ効果を利用
した別の蒸気発生器を示す。

【図４】本発明の蒸気原動機の全体構成図を示す。

【図５】従来の蒸気原動機の全体構成図を示す。

【符号の説明】

１，１１，３１陽極２，１２，３２陰極３，１３，３３電解液４耐腐食コーティング６，１６，３６圧力容器７電流制御装置８重水素ガス供給装置９重水素ガス圧制御装置２０，４０蒸気発生管２１，４１重水素ガスＤ₂ ２０１蒸気発生器２０５作動流体２０６ロータリーエキスパンダ２０７再生熱交換器２０８冷却ファン２０９コンデンサ２１０給液ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高木真一愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸気原動機において、圧力容器中に電解
液が上部空間を残し、水素吸蔵金属またはその合金から
なる陰極が浸るように収容され、圧力容器中の残りの空
間には加圧された重水素ガスＤ₂が充填されており、重
水素ガスＤ₂が電極の反応点まで気体の状態で供給され
る機能を持つ陽極が圧力容器中に前記陰極に対向して収
容されており、且つ陽極の少なくともその一部が重水素
ガスＤ ₂中に露出し、他の部分が前記電解液に接してお
り、前記陰極と前記陽極とに外部電圧が接続され、前記
陰極に接触乃至近接した位置に作動流体を通した蒸気発
生機を用いたことを特徴とするＰ／Ｆ効果を利用した蒸
気原動機。