JPS63176911A - 電気分解燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は超音波噴霧器を利用したファンヒーターの如き
燃焼器に、水の電気分解装置を付設して電気分解装置か
ら排出される水素と酸素を二次燃料と二次空気として使
用することにより燃料を理想的に燃焼させるとともに消
費燃料を節減できるようにする電気分解燃焼装置に関す
る。

従来の技術 近頃、燃焼器の燃焼方式とその構造は熱効率と安定性を
向上させるために多方向に発展を続けているが、従来の
燃焼方式は燃料を完全に燃焼させたとしても燃料固有の
発熱π以上は得ることができなかったから、高い発熱ω
を得るためにはそれに相当する燃料を供給しなければな
らなかった。

又、従来の燃焼器は燃料に含まれている有毒ガスや、不
完全燃焼による一酸化炭素を排出する為に使用者に健康
上の被害をあたえる欠点があった。

発明が解決しようとする問題点 そこで本発明は上記の欠点を排除すべ〈発明されたもの
であって、燃焼器に電気分解装置を付設して、電気分解
装置により生成された水素と酸素を二次燃料および二次
空気として使用することにより二次燃料である水素によ
り熱効率を高め、二次空気である酸素により不完全燃焼
による未燃焼物を完全燃焼させ、主燃料に含まれている
有毒性不純物を電気分解装置内の水に溶解させて使用者
の中毒事故を予防すると共に消費燃料を節約できるよう
にした電気分解燃焼装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は２個の隔室を区分する隔板と電極板と１３字管
と水抵抗センサーとが設置された水と燃料を貯蔵する電
気分解タンクと、超音波振動子により分解された燃料を
ファンモーターで噴霧させる主燃料タンクと、電気分解
タンクからの水素気体と主１５利タンクからの噴霧燃料
を制御するソレノイドバルブと、噴霧燃料を高温化させ
るヒーターと、点火装置が設置され水素気体と噴霧燃料
を燃焼させるバーナーと、電気分解タンクからの酸素が
供給される酸素供給器とを備えた燃焼装置を、マイクロ
プロセッサと、表示部と、機能選択部と、警報部と、比
較感知部と、 Ｄ／Ａコンバータと、負荷駆動部と、電気分解電源供給
部と、超音波駆動部と、電源供給部とで構成される制御
回路により動作させるようにしたことを特徴とする電気
分解燃焼ｇＡ置により上記の目的を達成する。

実施例 上記の如き目的を実現させるための本発明の構成および
作用効果を例示図面に従い詳細に説明づる。

第１図は本発明の電気分解燃焼装置の椙造図を示すもの
であって、電気分解タンク（１）内には酸素隔室（２）
と水素隔室（３）を分離するための隔壁（４）が設置さ
れており、側壁に燃料供給口（５）と水供給口（６）が
形成され、隔室（２゜３）の下部に水を電気分解するた
めの電極板（７゜８）がそれぞれ設置され、タンク（１
）下端に水抵抗センサー（９）が設置されタンク（１）
上端には酸素排出管（１０）と水素排出管（１１）が配
設されている。

上記電気分解タンク（１）の外側壁に隣接して超音波振
動子（１２）とファンモーター（１３）とにより噴霧燃
料を供給する主燃料タンク（１４）が設置され、主燃料
タンク（１４）には燃料供給口（５）から電気分解タン
ク（１）内の隔室（４）及び前記外側壁にそれぞれ形成
された０字管（１５）を通して燃料が供給される。

主燃料タンク（１４）の上端には噴霧燃料排出管（１６
）が形成されるが、水素排出管（１１）と噴霧燃料排出
管（１６）内にはソレノイドバルブ（１７，１８）がそ
れぞれ設置され、噴霧燃料排出管（１６）外側には燃料
の着火温度のためにヒーター（１９）が設けられる。

水素排出管（１１）と燃焼排出管（１６）を通った水素
と噴霧燃料は混合されて点火装置（２０）が設置された
バーナー（２１）へ供給される。また、バーナー（２１
）の上部には酸素排出管（１０）を通じて供給される酸
素をバーナー（２１）の二次燃焼空気に使用するように
酸素供給器（２２）が設置される。

第２図は上記のように構成した構造を有する本発明電気
分解燃焼装置の動作を制御する動作説明回路を示すもの
であって、燃焼装置の全体的な動作と機能はマイクロプ
ロセッサ（２３）で制御される。

このマイクロプロセラ）＋　（２３）は使用者が選択し
た機能と温度を表示する表示部（２４）と、機能選択部
（２５）と、危険状態を警報する警報部（２６）と、室
温や着火温度、炎状態、水の導電率状態等を比較感知す
る比較感知部（２７）と、比較感知部（２７）に基準電
圧を供給するＤ／Ａコンバータ（２８）と、燃焼装置の
動作に必要な各負荷を駆動させる負荷駆動部（２９）と
、電気分解量ｆｆ（１）の電極板（７，８）に電源を供
給する電気分解電源供給部（３０）と、超音波振動子（
１２）を駆動させる超音波駆動回路（３１）と、電気供
給部（３２）とが連結されている。

以下、上記する構造からなる本発明の作用効果を説明す
れば次の通りである。

超音波駆動回路（３１）は超音波振動子（１２）の固有
周波数で発振動作するコルピッツ基本発振回路を応用し
たものであって、振動子（１２）を燃料中で振動させる
ことにより主燃料タンク（１４）の燃料表面で燃料を微
細粒子に分解して噴霧燃料を形成し、この噴霧燃料はフ
ァンモーター（１３）の送風により燃料排出管（１６）
へ給送される。

燃料排出管（１６）を通じて給送された噴ｆ１１燃料は
ソレノイドバルブ（１８）を経てヒーター（１９）によ
り高温の気化ガスにされた後バーナー（２１）に供給さ
れるようになる。

マイクロプロセッサ（２３）より超音波駆動回路（３１
）を動作させるのため信号を出力させると超音波振動子
（１２）が振動して燃料を分解させることになり、超音
波振動子（１２）を振動させる超音波駆動回路（３１）
の構成は公知するものであり、その噴ｊｉＩｌは抵抗（
Ｒ＋　、Ｒ２）の分圧値に従うトランジスタ（Ｑｌ）の
増幅度により決定される。

次に水の電気分解現象を説明する。

純粋な蒸溜水は電気抵抗が大きいのでＩＦｉ流が流れな
いため電気分解されないが燃料供給口（５）と水供給口
（６）を通じて燃料と水を電気分解タンク（１）内に供
給すればその比重差により水面と油面がそれぞれ形成さ
れる際燃料中に含まれている不純物が水に溶解され、こ
の不純物の触媒作用によって、水の電気伝導率が高くな
り電極板＜７．８）を通じた水の電気分解が可能になる
。

プラス側電極板（７）はニッケルを使用し、マイナス側
電極板（８）は鉄を使用し、第２図の電気分解電源供給
部（３０）より電極板（７，８＞にＴｉ源が供給される
。

水は電気分解されると、水素イオンと酸素イオンに分離
され、水素イオンはマイナスの電極板（８）側へ集合し
て水素気体になり、酸素イオンはプラスの電極板（７）
側へ集合して１１！素気体になる。

このように電気分解により生成される酸素と水素の気体
は燃料の表面上に浮き上り隔室（２，３）にそれぞれ充
満し、１１１１Ａ排出管（１０）と水素排出管（１１）
を通じてバーナー（２１）側へ送られる。

酸素と水素の混合を防止するために、電気分解タンク（
１）内に、下部が連通するように隔室（４）で空間（２
，３）を分離し、さらに気体の混合を防止しながら燃料
を供給するように０字管（１５）を隔壁（４）に設けた
。

電気分解過程では水に溶解された不純物により水の導電
率が変化するため電気分解量が相異することになるが、
本発明の電気分解装置では水の導電率変化に関係なく一
定な電気分解量を発生させるように水抵抗センサー（９
）の入力信号を利用する。

即ち、電気分解により生成される物質（Ｗ）はＷ＝ＫＱ Ｋｌｔ （Ｋ：生成物質の電気化学当量。

Ｑ：１１気量。

■＝Ｎ流。

ｔ：時間　　　　　　　　　　） になるが、生成物質を一定ならしめるために水抵抗セン
サー（９）により感知された水の導電率を比較感知１　
（２７）を通じてマイクロプロセッサ（２３）で感知す
るようにする。すなわち、マイクロプロセッサ（２３）
は電気分解電源供給部（３０）への供給電圧を制御して
第３図（ａ）の如き発熱昌変化範囲Ａ内で動作するよう
に電極板（７，８）間の電圧を制御する。

水抵抗センサー゛（９）を使用しなかった場合の電気分
解けは第３図（ｂ）の如くになりバーナー（２１）の発
熱量を制御することが困難になる。

電気分解により生成される水素気体は可燃性物質である
から水素放出管（１１）を通じて二次燃料としてバーナ
ー（２１）に供給され、主燃料以外の熱量を発生するこ
とによって熱効率を＾めることができ、生成された酸素
気体は助燃性物質であるから酸素放出管（１０）を通じ
て酸素供給機（２２）に供給されバーナー（２１）の二
次空気に使用されることによって主燃料の燃焼を二次的
に完全燃焼させる。

これによりバーナー（２１）の熱効率が高くなるばかり
でなく有毒性ガスも除去され使用者の健康上の安全性を
図ることができる。

第４図は本発明電気分解燃焼装置の動作タイミングを示
すものであって、（ｄ）でタイムラグＴ１は初期点火の
とき主燃料の不完全燃焼による臭気が発生されないよう
に水素ガスを先に供給して着火させるためのものであり
、タイムラグＴ２は消火の時にも主燃料の不完全燃焼に
よる臭気が発生されないようにするため主燃料を先に遮
断させるためのものである。

これは水素排出管（１１）と燃料排出管（１６）の供給
を制御するソレノイドバルブ（１７，１８）により実行
されるが、これはマイクロプロセッサ（２３）の制御に
従って負荷駆動部（２９）のンレノイド（１７，１８）
を第４図のタイミングに合わせればよいのである。

以下、比較感知部（２７）の各感知動作に対して説明す
る。

室温センサー（ＲＴＨ）は設定温度に対する室温変化状
態を感知して燃焼状態の発熱砧を調節し、ヒーターセン
サー（ＨＴ　Ｈ）はバーナー（２１）の温度を感知して
着火温度を感知する。一定着大温度になればマイクロプ
ロセッサ（２３）が負荷駆動回路（２つ）を通じて点火
装Ｅ！！　＜２０＞を駆動させてバーナー（２１）を点
火し、一定看火温度に及ばなければヒーター（１９）が
駆動される。

バーナー（２１）が点火された場合には炎感知器（ＦＲ
）によりバーナー（２１）の炎の状態を感知するが、バ
ーナー（２１）の動作中であるにもかかわらず炎感知器
（ＦＲ）からの感知信号がなければ、マイクロプロセッ
サ（２３）は警報部（２６）を通じて外部に危険信号を
色町した後燃焼動作をリセットさせる。

水抵抗センサー（９）は水の導電率を感知するものであ
って、Ｄ／Ａコンバータ（２８）から供給される基準電
圧と比較されマイクロプロセッサ（２３）に供給される
。

マイクロプロセッサ（２３）は上述する如き水抵抗セン
サー（９）から感知される水の導電率に従って電気分解
電源供給部（３０）を制御してこれに相当する電圧を電
極板（７，８＞に供給する。

上述する如き比較感知部（２７）の動作により燃焼装置
を安全に運転することができる。

上記の燃焼装置の動作はマイクロプロセッサ（２３）の
ｔｌｌｗＪにより第４図のタイミングで動作するが、こ
のフローチャートを第５図に示す。

上記の如く本発明は電気分解により二次燃料と二次Ｍ素
を供給することによって主燃料のみを使用したときより
も効果的な熱効率の燃焼を実現することができ、燃料を
節約することができるばかりでなく主燃料の不完全燃焼
による一酸化炭素等を二次的に完全燃焼させることによ
って有毒性を除去することができ、さらに燃料に含まれ
ている右ｍ性不純物を電気分解タンク内の水に溶解させ
ることによって臭気と中毒事故を防」−スることもでき
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電気分解燃焼装置の構造図、第２図は第
１図の電気分解燃焼装置をυ制御する制御回路図、第３
図は電気分解特性図、第４図は本発明に係るタイミング
チャート、第５図は本発明の動作説明をするためのフロ
ーチャートである。 １・・・電気分解タンク、２．３．４・・・隔室、５・
・・燃料供給口、６・・・水供給口、７．８・・・電極
板、９・・・水抵抗センサー、１０・・・水素排出管、
１１・・・酸素排出管、１２・・・超音波振動子、１３
・・・ファンモーター、１４・・・主燃料タンク、１５
・・・０字管、１６・・・１１１霧燃料排出管、１７．
１８・・・ソレノイドバルブ、１９・・・ヒーター、２
０・・・点火装置、２１・・・バーナー、２２・・・酸
素供給器、２３・・・マイクロプロセッサ、２４・・・
表示部、２５・・・機能選択部、２６・・・警報部、２
７・・・比較感知部、２８・・・Ｄ／Ａコンバータ、２
９・・・負荷駆動部、３０・・・電気分解電源供給部、
３１・・・超音波駆動回路、３２・・・電源供給部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２個の隔室（２、３）を区分する隔板（４）と電極板（
   ７、８）とＵ字管（１５）と水抵抗センサー（９）とが
   設置された水と燃料を貯蔵する電気分解タンク（１）と
   、超音波振動子（１２）により分解された燃料をファン
   モーター（１３）で噴霧させる主燃料タンク（１４）と
   、電気分解タンク（１）からの水素気体と主燃料タンク
   （１４）からの噴霧燃料を制御するソレノイドバルブ（
   １７、１８）と、噴霧燃料を高温化させるヒーター（１
   ９）と、点火装置（２０）が設置され水素気体と噴霧燃
   料を燃焼させるバーナー（２１）と、電気分解タンク（
   １）からの酸素が供給される酸素供給器（２２）とを備
   えた燃焼装置を、マイクロプロセッサ（２３）と、表示
   部（２４）と、機能選択部（２５）と、警報部（２６）
   と、比較感知部（２７）と、Ｄ／Ａコンバータ（２８）
   と、負荷駆動部（２９）と、電気分解電源供給部（３０
   ）と、超音波駆動部（３１）と、電源供給部（３２）と
   で構成される制御回路により動作させるようにしたこと
   を特徴とする電気分解燃焼装置。