(57)【要約】【課題】既存のエンジン等に改造を施すことなく、また、危険な水素貯蔵タンクを搭載することなく、電気分解槽を含む簡単な装置の追加のみにより燃費を向上させる。【解決手段】エンジン本体と、パルス状の電流により水を電気分解するための電気分解槽と、電気分解槽で発生する水素ガスを空気と混合するための混合器と、電気分解槽用電力を発生する発電機と、電力を蓄積するバッテリーと、バッテリーからの電力をパルス状の電流に変換して電気分解槽に供給するパルス発生装置とを有するエンジンシステムを提供する。また、上記電気分解槽、混合器、パルス発生装置に代えて、直流電流で水を電気分解するための電気分解槽、電気分解槽で発生する水素ガスと酸素ガスとを気体燃料と混合するための気体混合器、バッテリーから電力の供給を受けて、直流電流を電気分解槽に供給する電流発生装置を有するエンジンシステムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体と、
パルス状の電流により水を電気分解するための電気分解槽と、
電気分解槽で発生する水素ガスを空気と混合するための混合器と、
エンジン本体の駆動により電気分解槽用電力を発生する発電機と、
発電機からの電力を蓄積するバッテリーと、
バッテリーから電力の供給を受けて、これをパルス状の電流に変換して電気分解槽に供給するパルス発生装置と、
を有するエンジンシステム。
【請求項２】
エンジン本体と、
水を電気分解するための電気分解槽と、
電気分解槽で発生する水素ガスと酸素ガスとを気体燃料と混合するための気体混合器と、
エンジン本体の駆動により電気分解槽用電力を発生する発電機と、
発電機からの電力を蓄積するバッテリーと、
バッテリーから電力の供給を受けて、直流電流を電気分解槽に供給する電流発生装置と、
を有するエンジンシステム。
【請求項３】
前記電流発生装置にて電気分解槽に供給される直流電流を、所定の時間間隔で電流の流れる方向を逆転させる逆転装置をさらに有する請求項２に記載のエンジンシステム。
【請求項４】
前記電気分解槽は、
内部に水を貯蔵するための電気分解槽本体と、
前記電気分解槽本体内部において水に没するように設置された筒状又は板状の複数の電極と、
前記電気分解槽本体内部において水に没し、かつ、前記一組の電極に挟まれるように設置された筒状又は板状の一以上の分解促進用金属板を有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のエンジンシステム。
【請求項５】
前記電気分解促進用金属板は、いずれの電極とも電位的に独立である請求項４に記載のエンジンシステム。
【請求項６】
前記電極及び分解促進用金属板は、電気分解槽本体内部にて水の対流が容易となるように、その下端が電気分解槽本体底面と隙間を持つように設置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジンシステム。
【請求項７】
前記電気分解槽は、電気分解槽本体の周囲を冷却する本体冷却装置をさらに有することを特徴とする４乃至６のいずれか一に記載のエンジンシステム。
【請求項８】
前記電気分解槽は、電気分解槽内部の水を冷却する水冷却装置をさらに有することを特徴とする４乃至６のいずれか一に記載のエンジンシステム。
【請求項９】
前記電極又は分解促進用金属板は、多数の小穴を有することを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一に記載のエンジンシステム。
【請求項１０】
前記パルス発生装置は４秒乃至６秒を周期とする矩形波を前記電極に供給することを特徴とする請求項１、請求項１に従属する請求項４、請求項１に従属する請求項４に従属する請求項５もしくは請求項６、請求項１に従属する請求項５に従属する請求項６、請求項１に従属する請求項４乃至６に従属する請求項７、請求項１に従属する請求項４乃至６に従属する請求項８又は請求項１に従属する請求項４乃至８に従属する請求項９に記載のエンジンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、水の電気分解で発生した水素をエンジンの吸気に混合してガソリンなどとともに燃焼させることにより、エンジンの燃費を向上させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題のなかでも二酸化炭素排出による温暖化はその中心をなすものである。自動車のエンジンからの排気ガスは二酸化炭素排出源の主要なものの一つであるが、その環境対策としては、エタノール等のバイオ燃料をガソリンに代替させたり、動力源を電気モータとガソリンエンジンのハイブリッドとすることが行われている。そしてこれらとは別に二酸化炭素を全く排出しないものとして水素を利用したエンジンの開発が進められてきた。【０００３】
水素は酸素と反応させて燃焼させた場合水となり、窒素酸化物や二酸化炭素を全く生じさせない。また、ハイブリッドエンジンが蓄電池やモータなど従来の自動車にはなかった多くの新技術を必要とするのに対し、水素の燃焼には従来のレシプロエンジンやロータリーエンジンの技術の多くをそのまま利用できるといった利点がある。しかし、問題も残されている。水素エンジン搭載車の多くは水素をタンクに貯蔵する必要がある。この水素貯蔵タンクは、気体の水素を高圧タンクに貯蔵する方法と、冷却した液体水素を貯蔵する方法とがあるが、前者は非常に高圧な水素を安全に貯蔵する必要があり、後者は液体水素の貯蔵には極低温であることを必要とし断熱が万全でないと液体水素が気化して失われるという問題ある。これらは完全には解決されていない。【０００４】
そこで、水素を貯蔵するのではなく電気分解により必要に応じて生成するという発想が生まれる。特許文献１は、水を電気分解して得た水素と酸素を分離し、この酸素に空気を混合したのち水素と混合して内燃機関を駆動して車輛を走行させ、同時に該内燃機関に発電機を連結して発電した電気エネルギーで車輌駆動モータを駆動して、内燃機関と駆動モータ双方の動力で車輌を走行させる低公害エンジン駆動車を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２２７３６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ハイブリッド車も水素自動車もモータや水素貯蔵タンクといった特別な装備を必要とするものである。それらは、新しく生産される自動車に採用されることにより二酸化炭素排出削減に貢献するものである。しかし、現在自動車により排出されている二酸化炭素のほとんどはこれらの技術を採用されていない従来の自動車によるものである。これら既存の自動車の二酸化炭素排出を削減しないことには真の問題解決とはならない。特許文献１の低公害エンジン駆動車もモータとエンジンによるハイブリッド仕様であり、従来自動車に即座に採用できるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者は、以上のような問題に鑑みて、電気分解により得た水素により自動車の燃費を改善するエンジンシステムであって、かつ、既存の多くの自動車に即座に採用可能なエンジンシステムを発明し、完成させたものである。また、同様の技術を用いて、船舶のエンジンやボイラーの燃費を改善することも可能なエンジンシステムを提供するものである。【０００８】
請求項１に記載の第１発明は、エンジン本体と、パルス状の電流により水を電気分解するための電気分解槽と、電気分解槽で発生する水素ガスを空気と混合するための混合器と、エンジン本体の駆動により電気分解槽用電力を発生する発電機と、発電機からの電力を蓄積するバッテリーと、バッテリーから電力の供給を受けて、これをパルス状の電流に変換して電気分解槽に供給するパルス発生装置と、を有するエンジンシステム、に関する。【０００９】
請求項２に記載の第２発明は、エンジン本体と、水を電気分解するための電気分解槽と、電気分解槽で発生する水素ガスと酸素ガスとを気体燃料と混合するための気体混合器と、エンジン本体の駆動により電気分解槽用電力を発生する発電機と、発電機からの電力を蓄積するバッテリーと、バッテリーから電力の供給を受けて、直流電流を電気分解槽に供給する電流発生装置と、を有するエンジンシステム、に関する。【００１０】
請求項３に記載の第３発明は、前記電流発生装置にて電気分解槽に供給される直流電流を、所定の時間間隔で電流の流れる方向を逆転させる逆転装置をさらに有する請求項２に記載のエンジンシステム、に関する。【００１１】
請求項４に記載の第４発明は、前記電気分解槽は、内部に水を貯蔵するための電気分解槽本体と、前記電気分解槽本体内部において水に没するように設置された筒状又は板状の複数の電極と、前記電気分解槽本体内部において水に没し、かつ、前記一組の電極に挟まれるように設置された筒状又は板状の一以上の分解促進用金属板を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のエンジンシステム、に関する。【００１２】
請求項５に記載の第５発明は、前記電気分解促進用金属板は、いずれの電極とも電位的に独立である請求項４に記載のエンジンシステム、に関する。【００１３】
請求項６に記載の第６発明は、前記電極及び分解促進用金属板は、電気分解槽本体内部にて水の対流が容易となるように、その下端が電気分解槽本体底面と隙間を持つように設置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のエンジンシステム、に関する。【００１４】
請求項７に記載の第７発明は、前記電気分解槽は、電気分解槽本体の周囲を冷却する本体冷却装置をさらに有することを特徴とする４乃至６のいずれか一に記載のエンジンシステム、に関する。【００１５】
請求項８に記載の第８発明は、前記電気分解槽は、電気分解槽内部の水を冷却する水冷却装置をさらに有することを特徴とする４乃至６のいずれか一に記載のエンジンシステム、に関する。【００１６】
請求項９に記載の第９発明は、前記電極又は分解促進用金属板は、多数の小穴を有することを特徴とする請求項４乃至８のいずれか一に記載のエンジンシステム、に関する。【００１７】
請求項１０に記載の第１０発明は、前記パルス発生装置は４秒乃至６秒を周期とする矩形波を前記電極に供給することを特徴とする請求項１、請求項１に従属する請求項４、請求項１に従属する請求項４に従属する請求項５もしくは請求項６、請求項１に従属する請求項５に従属する請求項６、請求項１に従属する請求項４乃至６に従属する請求項７、請求項１に従属する請求項４乃至６に従属する請求項８又は請求項１に従属する請求項４乃至８に従属する請求項９に記載のエンジンシステム、に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明によれば、エンジン、発電機及びバッテリーを備えた通常の自動車に、パルス状の電流により水を電気分解するための電気分解槽、混合器及びパルス発生装置を追加するのみで、もしくは水を電気分解するための電気分解槽、気体混合器及び電流発生装置を追加するのみで、燃費を向上させることのできるエンジンシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１のエンジンシステムの構成図
【図２】実施例１のエンジンシステムの電気分解槽の構造を表す斜視断面図
【図３】実施例１のエンジンシステムの電気分解槽のもうひとつの実施例の斜視断面図
【図４】前記水素ガス用配管の系統中に設置された水蒸気除去フィルターの図
【図５】実施例１のエンジンシステムをガソリン自動車に搭載する場合における混合器の設置の一例を示す図
【図６】分解促進用金属板の機能の概略を表す図
【図７】実施例２のエンジンシステムにおける電気分解槽の斜視断面図
【図８】実施例２のエンジンシステムにおけるもうひとつの電気分解槽の例の斜視断面図
【図９】実施例３のエンジンシステムの電気分解槽の概念を表す図
【図１０】実施例４の冷却装置の図
【図１１】実施例４の冷却装置のもうひとつの実施例の図
【図１２】実施例５の電気分解槽の概略図
【図１３】実施例６のエンジンシステムの電気分解槽の図
【図１４】実施例６のエンジンシステムの電気分解槽のもうひとつの実施例の図
【図１５】実施例８のエンジンシステムの構成図
【図１６】実施例８のエンジンシステムの電気分解槽の構造の一例を表す斜視図
【図１７】実施例８のエンジンシステムの電気分解槽の構造の別の一例を表す斜視図
【符号の説明】
【００２０】
０１０１        エンジン
０１０２        電気分解槽
０１０４        混合器
０１０５        発電機
０１０６        バッテリー
０１０７        パルス発生装置
０１０８        水素ガス用配管
０１０９        エアクリーナ
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本願発明に共通の第一の特徴は、タンクに貯蔵された水素をエンジンに供給して燃焼させる多くの水素エンジンシステムとは異なり、水をその場で電気分解して必要な水素を得る点にある。従って、本願発明のエンジンシステムは水素貯蔵タンクを必要としない。
【００２２】
本願発明に共通の第二の特徴は、もっぱら水素の燃焼により動力を得る多くの水素自動車とは異なり、水素をガソリン、軽油又は重油（以下、ガソリン等という）とともに空気もしくは酸素と混合して燃焼させる点にある。水素はいわば補助的に使用されるのであって、ガソリン等なしに単独で燃焼させることはない。
【００２３】
本願発明に共通の第三の特徴は、水素を燃料とするための特別のエンジンを必要とする多くの水素自動車と異なり、通常のガソリンエンジンを改造することなくそのまま使用するものであるという点にある。すなわち本願発明のエンジンシステムは、通常のエンジン、発電機及びバッテリーを備えた通常の自動車に、パルス状の電流により水を電気分解するための電気分解槽、混合器及びパルス発生装置を追加するのみで、もしくは水を電気分解するための電気分解槽、気体混合器及び電流発生装置を追加するのみで、構成することが出来る。
【００２４】
但し、燃料の混合比率については若干の調整を必要とする。すなわち、本発明のエンジンシステム導入前の状態と比べるとそのままでは水素ガスを混合した分だけエネルギーが過剰な状態となり、アイドリングで既に回転が上がった状態になる。そこで、ガソリンや軽油の混合比率を下げるための調整を行う。ディーゼル車等の多くでは燃料バルブを絞ることでそのような調整を簡単に行うことが出来る。しかし、ガソリン車の多くではガソリン噴射量が完全電子制御されており、このような手動での調整が困難な場合がある。但し、規制はあるが、そのような場合であっても電子プログラムを変更することによりそのような調整が出来ることは言うまでもない。このように燃料の投入量を絞ることにより燃費の向上が得られる。
【００２５】
このような燃費向上の効果についてはエネルギー保存則の観点から疑問の目が向けられるかもしれない。すなわち、水素ガスを得るために電気が使用され、その電気はエンジンで燃料を燃焼させて得られるわけであるから結局燃費の向上はあり得ないと。しかし、本発明がエネルギー保存則に反しないことは次の例から明らかである。市街地では交通信号により頻繁に停止することを余儀なくされるが、その間のアイドリングでは燃料は無駄に燃焼されるだけである。アイドリング中の回転を発電に有効利用し、その電力を後の走行時に活用できれば燃料の無駄は減少するはずである。また、走行中であっても自動車を停止させるときには車輪に装着されたブレーキにより制動が掛けられ、自動車の運動エネルギーの多くはブレーキ部分において熱エネルギーと変わってしまうわけであるが、一部のエネルギーが発電機を回転させて電気エネルギーへと変換されることにより制動力に寄与している。惜しむらくは、通常の自動車においてはそのようにして発電された多くの電気は消費されることなくバッテリーから放電されるか、過充電を避けるために利用されていない。本発明によれば、このように制動時に無駄に失われるエネルギーの一部を発電に振り向け、そうして得られた電力を加速時に活用することができる。このようにして得られる燃費の向上がエネルギー保存則に反しないことは明らかである。
【００２６】
以下、発明ごとに具体的な実施例を紹介する。実施例１は主に第１発明などに関する。実施例２は主に第４発明などに関する。実施例３は主に第６発明などに関する。実施例４は主に第７発明などに関する。実施例５は主に第８発明などに関する。実施例６は主に第９発明などに関する。実施例７は主に第１０発明などに関する。実施例８は主に第２発明、第３発明、第５発明などに関する。なお、本願発明はこれら実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
【実施例１】
【００２７】
＜実施例１の概念＞
図１は、実施例１のエンジンシステムの構成図である。実施例１のエンジンシステムは、エンジン本体０１０１と、電気分解槽０１０２と、混合器０１０４と、発電機０１０５と、バッテリー０１０６と、パルス発生装置０１０７とを有する。【００２８】
電気分解槽の内部には必要量の水が溜められており、パルス発生装置からパルス波の供給を受けて水を電気分解する。電気分解により発生した水素は電気分解槽上部に設けられた水素ガス用配管０１０８を通って混合器へと移動する。混合器は、前記水素ガス用配管から水素を、エアクリーナ０１０９から空気を得て、これらを混合する。ガソリンエンジンの場合、この水素と空気の混合気体には、キャブレタにて更にガソリンが混合された後、エンジンの燃焼室で爆発燃焼させられる。また、ディーゼルエンジンであれば水素と空気の混合気体は燃焼室内で圧縮され、これに軽油等が噴射されることにより爆発燃焼が起きる。爆発燃焼により得られた動力の多くは自動車の推進に利用されるが、その一部は発電機による発電に利用される。発電機が発電した電気はバッテリーに貯蔵される。バッテリーはパルス発生装置に電力を供給し、パルス発生装置はバッテリーから電力の供給を得て、これをパルス波に変換して電気分解槽へ供給する。【００２９】
＜実施例１の構成＞
「エンジン本体」は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関である。レシプロエンジンとロータリーエンジンの両方を含む。レシプロエンジンでは、水素の燃焼速度が速いために、混合気が熱したプラグ等に接触した際の爆発によるノッキングが起こりやすい、これが理由で混合気の圧縮比を高くすることが出来ない。この点ロータリーエンジンは混合気が点火直前までプラグに接しないためノッキングが生じにくい。ロータリーエンジンは高い圧縮比が得られないのが欠点とされるが、水素を含む混合気の場合はもともと高い圧縮比を使えないのでこの欠点がハンディとならない。このようにロータリーエンジンは水素と相性が良い。但し、燃焼効率が悪いというロータリーエンジンの欠点は水素を用いる場合でも変わらない。【００３０】
エンジン本体はガソリンエンジンの他ディーゼルエンジンを含む。いずれにしても、エンジン本体はガソリン、軽油等で駆動する通常のエンジンであって、水素を燃焼させるための改造や改良を必要とするものではない。【００３１】
「電気分解槽」は、パルス状の電流により水を電気分解するための水槽である。図２は、実施例１のエンジンシステムの電気分解槽の構造を表す斜視断面図である。電気分解槽は、電気分解槽本体０２０１と、複数の電極０２０２及び０２０３とを有する。電気分解槽本体は、水を貯蔵するため内部を空洞とした容器であり、また同時に、電極その他を内部に支持するための骨格となるものである。電気分解槽本体の側壁下部には段差部０２０４が設けられており、この段差部に絶縁体を素材とする底板０２０５が係止されている。底板のうえには前記複数の電極が前記電気分解槽本体内部において水に没するように設置される。本実施例では電気分解槽本体の形状は円柱形としているが、この形状に特に大きな意味はない。内部に電気分解のための十分な空間を形成し、必要な強度を有するものであれば、箱型等、他の形状でも構わない。【００３２】
底板には多数の穴が形成されており、電気分解槽内部の水が底板と電気分解槽本体の間に形成された空間０２０８を通じて電極により区切られた空間の間を自由に行き来できるようになっている。【００３３】
電極は、電気分解槽本体側壁にあけられた穴に通された電線０２０６により電気分解槽本体外部のパルス発生装置とつながれている。一の電極は陰極となり、他の電極が陽極となる。【００３４】
本実施例の電極は、それぞれ両端が開口した円柱形をした筒状であって、開口部が上下となるように筒を立てて設置される。円柱形としているのは電気分解槽本体の形状に合わせることによって、水槽内部の空間を有効に利用できるといった程度の理由であり、他の形状でも構わない。図２では、一の電極が電気分解槽本体の側壁面近くに設置され、他の電極が内部中央に立てて設置されている。【００３５】
電極は、電極側壁面がおおよそ垂直になるように設置した方がよい。これは電極面に発生したガスが浮力により上昇しやすくするためである。電極面に発生したガスは、電極と水とが接する面積を減少させ、電気分解の効率を低下させる。電極面で発生したガスが速やかに上昇して電極面から分離すれば電気分解の効率は向上する。また、電気分解槽を自動車に搭載する本発明の場合にはエンジンや路面の振動等により気泡が電極から離れることが期待される。【００３６】
電気分解槽本体には、内部に貯蔵された水の水位が目視できるように、電気分解槽本体内部と上下で連絡されたガラス管０２０７を設置してもよい。また、図には描いていないが電気分解槽本体には開閉可能な蓋があり、蓋には電気分解により発生した水素ガスを集めて混合器に送るための水素ガス用配管が接続される。【００３７】
電気分解槽は、パルス状の電流により水を電気分解する。電極の間に電圧を印加すると水と電極の間で電子の受け渡しが行われ、陰極から水素が、陽極から酸素が発生する。電気分解に使う電流は一定の電圧を継続して流れる直流とするよりも、パルス波としたほうが効率よく電気分解を行うことが出来ることが知られている。「パルス波」とは、一定の周期で正と負、あるいは高電圧と低電圧（又はゼロ電圧）を相互に繰り返す矩形波又は方形波のことをいうが、ここでは、特に一定電圧とゼロ電圧を相互に繰り返すものが好適である。【００３８】
電気分解槽に貯蔵する水は、一定の水酸化ナトリウムを溶かした水酸化ナトリウム溶解液とする。濃度は水１リットルに対して水酸化ナトリウム５０グラム程度が好適である。水酸化ナトリウムの代わりに、硫酸、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウムなどを用いることもできる。【００３９】
電極に用いる金属はステンレスが好適である。とくに、SUS316L材は、モリブデン添加により孔食電位が高く電位差による孔食に対する耐食性が優れていることから、電気分解槽の電極には最も適している。ステンレスの他に使用可能な材質としては、このほかに、ニッケル、白金、炭素棒などがある。但し、水溶液の種類との組合せに注意を要する。【００４０】
図３は、実施例１のエンジンシステムの電気分解槽のもうひとつの実施例の斜視断面図である。電気分解槽本体０３０１の内部に２枚の板状の電極０３０２及び０３０３が設置されている。それぞれの電極には２か所に穴が開けられており、この穴に通した２本の支持棒０３０９を電気分解槽本体側壁面に固定することにより電極は安定的に支持されている。これらの電極は電気分解槽本体側壁面に設けられた穴に通された電線０３１１により外部のパルス発生装置と接続される。また、図には描いていないが、図２の電気分解槽と同様に電気分解槽本体内部の水位が目視できるようなガラス管を設置してもよい。【００４１】
水を電気分解すると陰極において水素が、陽極において酸素が発生する。従って、電極ごとに水素と酸素を分けて取り出すことが可能である。しかし、本実施例では、図２の電気分解槽においても図３の電気分解槽においても特にこれらを分離して取り出す構造を採用していない。発生したガスは順次消費され大量に貯蔵されることはないことから、これらを混合させておくことに特に危険はないからである。したがって、本実施例では水素ガスのみならず酸素ガスもエンジンの燃焼室へと送られる。【００４２】
もちろん、水素と酸素とを分離して取り出す構造を採用してもよい。その場合には、例えばディーゼル車であれば、集められた酸素はDPF（Diesel particulate filter）において一酸化炭素や炭化組磯や粉じんなどを酸化燃焼する際に用いるなどの用途が考えられる。【００４３】
水の電気分解の際には熱が発生する。そして暖められた水は多量の水蒸気を発生させる。そのため、水素ガス中には多量の水蒸気が含まれることとなる。過剰な水蒸気はエンジンにおける燃焼の妨げとなるため、これを除去することが望ましい。図４は、前記水素ガス用配管の系統中に設置された水蒸気除去フィルターの図である。水蒸気除去フィルター０４６０は内部に水０４６１を保持する構造になっている。水蒸気除去フィルターの下部には水素混合気取入口０４６２が設けられ、これがホースにより電気分解槽の蓋に接続される。また、水蒸気除去フィルターの上部には水素混合気取出口０４６３が設けられ、これがホースにより混合器に接続される。水素混合気取入口から取り入れられた混合気は水蒸気除去フィルター内部の水の中を通過することとなる。図中の泡０４６４は水の中を通過する混合気を描いたものである。その際混合気に含まれた水蒸気は冷却されて液化し混合気から取り除かれる。【００４４】
電気分解槽で水が電気分解されて水素と酸素に分離されると電気分解槽内の水は消費され減少する。そこで、消費された水を補充するために電気分解槽に水を供給するためのリザーブタンクを設置してもよい。リザーブタンクから電気分解槽への水の供給は、電気分解槽内に水位センサを設置しておき、電気分解槽内の水位が所定の水位を下回った場合には水位センサがこれを検知し、電動ポンプがリザーブタンク内の水を電気分解槽に送水するように構成するとよい。【００４５】
「混合器」は、電気分解槽で発生する水素ガスを空気と混合する。混合器といっても、エアクリーナ等により吸気された空気がエンジンの燃焼室内に送られる途中の経路に前記水素ガス用配管を接続する程度の構造を有するにすぎない。図５は、実施例１のエンジンシステムをガソリン自動車に搭載する場合における混合器の設置の一例を示す図である。
すなわち、エアクリーナ０５０１とキャブレタ０５０２の間に混合器０５０３を挟むように接続する。混合器は短い管の形状をし、その側面には管０５０４が接続され、その先に水素ガス用配管０５０５がさらに接続されている。図のように、エアクリーナから取り込まれた空気と水素ガス用配管から取り込まれた水素ガスは混合器の内部にて混合される。そして、この空気と水素の混合気にはキャブレタ内部にて更にガソリンが混合される。混合器はキャブレタとエンジンの間に設置しても問題ない。この場合、空気とガソリンが始めに混合され、その後さらに水素ガスが混合される。【００４６】
混合器はブローバイガスを再燃焼させるための管に取り付けてもよい。ブローバイガスとはエンジン内のピストンとシリンダーのわずかな隙間からクランクケース内に漏出した不燃焼ガスであるが、大気中に排出することが規制されていることから、新しい混合気と混ぜて燃焼させることが多い。その場合、ブローバイガスをクランクケース室内から燃焼室へと送るためのブローバイガス用配管が設けられ、通常は、このブローバイガス用配管がエアクリーナからエンジンへと空気を送るための空気用配管に接続される。ブローバイガス用配管に前記水素ガス用配管を接続することで水素ガスはまずブローバイガスと混合され、その後ブローバイガス用配管と前記空気用配管との接続部において最終的に空気と混合されることとなる。この場合、水素ガス用配管はブローバイガス用配管を介して空気用配管に接続されるわけであるが、これらを一体として混合器とみなすことが出来る。【００４７】
「発電機」は、エンジン本体の駆動により電気分解槽用電力を発生する。発電機は、オルタネータ、ダイナモ、ジェネレータ等と呼ばれ、一般の自動車等に搭載されているものをそのまま採用することが出来る。電気分解槽用といっても用途をこれに限定する趣旨ではない。発電機が交流電流を生じさせるオルタネータである場合には、交流をダイオード等によって整流することにより直流電流に変換して使用する。【００４８】
「バッテリー」は充電が可能な二次電池又は蓄電池をいい、発電機からの電力を蓄積する。バッテリーも通常の自動車の搭載されているものをそのまま採用することが出来る。鉛蓄電池が一般的であるが、これに限られない。【００４９】
「パルス発生装置」は、バッテリーから電力の供給を受けて、これをパルス状の電流に変換して電気分解槽に供給する。パルス波については既に説明した。パルス波は、二つのコンデンサを組み合わせたマルチバイブレータという電子回路により発生させることが出来る。その他、発振回路、フリップフロップ等と呼ばれる電子回路でも発生させることが出来る。【００５０】
＜実施例１の効果＞
実施例１によれば、既存の自動車に、電気分解槽、混合器及びパルス発生装置を追加するだけで簡単に燃費の向上が得られる。
【実施例２】
【００５１】
＜実施例２の概念＞  実施例２のエンジンシステムは、実施例１のエンジンシステムにおいてその電気分解槽がさらに効率よく電気分解を行うための分解促進用金属板を有することを特徴とするエンジンシステムである。【００５２】
水の電気分解を効率よく行うためには、十分な電極の面積を確保しなければならない。水の電気分解は電極表面において水と電極の間で電子の受け渡しが行われることにより化学反応が進行する。したがって、電子の受け渡しを行うに十分な電極の面積が必要となる。【００５３】
分解促進用金属板は、この課題を解決するものである。図６は分解促進用金属板の機能の概略を表す図である。陰極０６３１と陽極０６３２の間に２枚の分解促進用金属板０６３３が等間隔に水酸化ナトリウム溶液中に没するように配置されている。陰極と陽極に電圧が印加されると水酸化ナトリウム溶液中に電流０６３４が流れる。水酸化ナトリウム溶液中を流れる電流は途中分解促進用金属板を通過する。これにより、分解促進用金属板の陰極側の面はプラスに、陽極側の面はマイナスに帯電する。そして、このように帯電した分解促進用金属板の表面上では水の電気分解が行われ、プラスに帯電した面では酸素が、マイナスに帯電した面では水素が発生する。【００５４】
分解促進用金属板は、このように電極の間に挟んで配置しただけで水の分解が行われる面積を増やすことが出来、結果として、電気分解の効率を高めることが出来る。【００５５】
＜実施例２の構成＞
実施例２のエンジンシステムは、実施例１のエンジンシステムと電気分解槽のみが異なり、他の構成は実施例１と同様である。以下では、電気分解槽についてのみ詳しく説明する。【００５６】
図７は、実施例２のエンジンシステムにおける電気分解槽の斜視断面図である。電気分解槽は、電気分解槽本体０７０１と、複数の電極０７０２及び０７０３と、１以上の分解促進用金属板０７１０を有する。「電気分解槽本体」は、内部に水を貯蔵するためのものである。複数の「電極」は、前記電気分解槽本体内部において水に没するように設置された筒状又は板状の電極である。また、一以上の「分解促進用金属板」は、前記電気分解槽本体内部において水に没し、かつ、前記一組の電極に挟まれるように設置された筒状又は板状の金属板である。図７はいずれも筒状の場合の例である。図７の例では、電気分解槽本体、電極及び分解促進用金属板の形状はいずれも円柱形としているが、実施例１における図２の場合と同様、この形状に特に大きな意味はなく、箱型等、他の形状でも構わない。【００５７】
分解促進用金属板に用いる金属は電極の場合と同様にステンレスが好適である。とくに、SUS316L材は、モリブデン添加により孔食電位が高く電位差による孔食に対する耐食性が優れていることから、電気分解槽の分解促進用金属板には最も適している。ステンレスの他に使用可能な材質としては、このほかに、ニッケル、白金、炭素棒などがある。但し、水溶液の種類との組合せに注意を要する。【００５８】
電気分解槽の他の部分は実施例１における図２の場合と同様である。【００５９】
図８は、実施例２のエンジンシステムにおけるもうひとつの電気分解槽の例の斜視断面図である。図７は「筒状」の電極及び分解促進用金属板の例であったが、図８はそれらが「板状」の場合の例である。電気分解槽本体０８０１の内部に２枚の板状の電極０８０２及び０８０３が設置されている。２枚の電極の間には、２枚の分解促進用金属板０８１０が挟まれるように等間隔に設置されている。電極及び分解促進用金属板にはそれぞれ２か所ずつに穴が開けられており、この穴に通した２本の支持棒０８０９を電気分解槽本体側壁面に固定することにより電極及び分解促進用金属板は安定的に支持されている。電極は電気分解槽本体側壁面に設けられた穴に通された電線０８１１により外部のパルス発生装置と接続される。【００６０】
＜実施例２の効果＞
実施例２によれば、電気分解の効率がさらに高められた実施例１のエンジンシステムが提供される。
【実施例３】
【００６１】
＜実施例３の概念＞
図９は、実施例３のエンジンシステムの電気分解槽の概念を表す図である。水の電気分解に理想的な水溶液の温度は摂氏６０度乃至７０度程度とされている。ところが、水溶液の温度が摂氏７０度を超えると水溶液の気化が始まり電気分解の効率は急速に悪化することとなる。従って、水溶液の温度が上昇しすぎないようにすることは非常に重要である。そして、このような温度上昇は電気分解が行われる電極表面で局所的に起こりやすい。電気分解槽内部で水流を発生させることにより、電極表面近辺で温度上昇した水溶液を温度の低い水溶液で置き換えることは温度上昇防止に大きな効果を発揮する。【００６２】
実施例３のエンジンシステムの電気分解槽は、電極下部と電気分解槽本体底部との間に適切な空間を設けて対流現象による水流が起こりやすいように工夫がされた電気分解槽である。図９において水の電気分解は電極０９３１、０９３２及び分解促進用金属板０９３３で相互に挟まれた空間０９３５、０９３６及び０９３７に面する部分で活発に行われ、この空間に満たされた水溶液の温度が上昇する。これに対し、ふたつの電極の外側部分の空間０９３８及び０９３９では電気分解はさほど進行せず、そのためこの空間に満たされた水溶液の温度は上昇しにくい。こうして、電気分解槽内部で水溶液の温度が場所により異なることとなり、温度の異なる水溶液は比重が異なるために電気分解槽内部で対流現象による水流が発生する。図中の矢印はそのようにして発生した水の流れの方向を表している。【００６３】
＜実施例３の構成＞
実施例３のエンジンシステムの電気分解槽は、前記電極及び分解促進用金属板が、電気分解槽本体内部にて水の対流が容易となるように、その下端が電気分解槽本体底面と隙間を持つように設置されている。このような構成は、例えば、実施例１の図２の電気分解槽のように、穴のあいた底板を、電気分解槽本体の底部と隙間を有するように設置し、電極や分解促進用金属板をその底板のうえに設置することにより実現することが出来る。あるいは、実施例１の図３の電気分解槽のように、電極及び分解促進用金属板を支持した支持棒を、電極及び分解促進用金属板が電気分解槽内部中空に保持されてそれらの下部と電気分解槽本体底部とが隙間を持つように電気分解槽本体側壁に固定することで実現することができる。【００６４】
その他の構成については、実施例２と同様である。【００６５】
＜実施例３の効果＞
実施例３によれば、水溶液の対流現象により水溶液の過熱を防止することのできる電気分解槽を備えたエンジンシステムが提供される。
【実施例４】
【００６６】
＜実施例４の概念＞
実施例３のエンジンシステムの電気分解槽は対流現象を利用することにより、電極近辺の水温上昇を防止するものであった。図９から、電気分解槽を外部から冷却することが電気分解槽内部の水温上昇を防止するのに非常に有効であることが分かる。なぜなら、電気分解槽本体側壁面近くの水溶液は対流現象により底部へと沈んだ後に電極各部へと送られるものであるから、これを外部から冷却することは電極の周辺を冷却することにつながるからである。【００６７】
＜実施例４の構成＞
図１０は、実施例４の本体冷却装置の図である。電気分解槽本体１００１の側面及び底面を包み込むように電気分解槽本体の周囲に冷却装置１０４０が設置されている。電気分解槽本体と冷却装置の間には水を保持するための貯水空間１０４１が形成されている。そして、冷却装置の側面に冷却水取り入れ口１０４２が設けられ、その反対側の側面には冷却水取り出し口１０４３が設けられている。貯水空間に貯められた水は電気分解槽本体を冷却し、これにより電気分解槽本体内部の水溶液は冷却される。この冷却により暖められた貯水空間内部の水は冷却水取り出し口から取り出され、あらたな冷却水が冷却水取り入れ口から注入される。【００６８】
図１１は、実施例４の本体冷却装置のもうひとつの実施例の図である。電気分解槽本体１１０１の側面及び底面に冷媒を通した冷却用配管１１４４が巻きつけられている。そして、冷却用配管の周囲を断熱材１１４５が取り囲んでいる。そして、冷却装置には、図には示していないが、冷媒を圧縮するためのコンプレッサ、圧縮した冷媒から放熱させるためのコンデンサ、圧縮した冷媒を減圧して気化させるためのエバポレータ等が含まれる。【００６９】
なお、図１０及び図１１において、電気分解槽本体内部の電極等は図から省略した。【００７０】
その他の構成については、実施例２又は実施例３と同様である。【００７１】
＜実施例４の効果＞
実施例４によれば、本体冷却装置により水溶液の過熱を防止することのできる電気分解槽を備えたエンジンシステムが提供される。
【実施例５】
【００７２】
＜実施例５の概念＞
実施例４の電気分解槽は電気分解槽本体を外部から冷却するものであったが、電気分解槽本体内部の水溶液を直接汲み出して冷却するのが実施例５の電気分解槽である。【００７３】
＜実施例５の構成＞
図１２は、実施例５の電気分解槽の概略図である。電気分解槽本体１２０１に被せられた蓋１２４６には、電気分解槽本体内部で暖められた水溶液を汲み出すための汲み出し口１２４７と汲みだされた後に冷却された水溶液を電気分解槽本体に戻すための戻し口１２４８とが備えられている。汲み出し口から汲みだされた水溶液は水冷却装置１２４９にて冷却される。電気分解槽本体内部で暖められた水溶液は水槽の上部に上昇してくるので汲み出し口はその口が水面近くに位置するように設置するとよい。一方、冷却された水溶液が水槽の底部から全体に行き渡るように、戻し口はその口が電気分解槽本体の底部に位置するように設置するとよい。【００７４】
その他の構成については、実施例２又は実施例３と同様である。【００７５】
＜実施例５の効果＞
実施例５によれば、水冷却装置により直接的に水溶液の過熱を防止することのできる電気分解槽を備えたエンジンシステムが提供される。
【実施例６】
【００７６】
＜実施例６の概念＞  実施例６のエンジンシステムは、電気分解槽内の電極又は分解促進用金属板に多数の穴を形成することによって水の電気分解をより効率的に行うことができるエンジンシステムである。【００７７】
＜実施例６の構成＞
図１３は、実施例６のエンジンシステムの電気分解槽の図である。図は、分解促進用金属板１３１０のみが多数の穴を持ち、電極１３０２及び１３０３は穴を持たない場合の図である。このように多数形成された穴は、水溶液中の電気の流れを良くするとともに、対流現象によって生じた電気分解槽中の水溶液の流れを良くし、結果として水の電気分解の効率を高めるものである。図１４は、実施例６のエンジンシステムの電気分解槽のもうひとつの実施例の図である。これも、分解促進用金属板１４１０のみが多数の穴を持ち、電極１４０２及び１４０３は穴を持たない場合の図である。【００７８】
多数の穴は電極に設けてもよいが、分解促進用金属板に設けると特に有効である。【００７９】
その他の構成は、実施例２乃至実施例５と同様である。【００８０】
＜実施例６の効果＞
実施例６によれば、水の電気分解が多数の穴によりより効率的に行われる電気分解槽を備えたエンジンシステムが提供される。
【実施例７】
【００８１】
＜実施例７の概念＞
実施例７のエンジンシステムは、パルス発生装置の供給するパルス波が４秒乃至６秒の周期を持って繰り返され、これにより効率的に水の電気分解を行うことのできるエンジンシステムである。【００８２】
＜実施例７の構成＞
パルス発生装置とパルス発生の方法については既に述べた。周期を調整する方法も広く知られたものを採用することができるので説明を省略する。【００８３】
＜実施例７の効果＞
実施例７によれば、パルスの周期を適切なものとすることにより水の電気分解が効率的に行われる電気分解槽を備えたエンジンシステムが提供される。
【実施例８】
【００８４】
＜実施例８の概念＞  実施例８のエンジンシステムは、エンジン本体と、電気分解槽と、気体混合器と、発電機と、バッテリーと、電流発生装置とを有する。そのシステム構成図の一例は、実施例１のエンジンシステムについて図１に示したところと同様であり、図１における混合器０１０４を気体混合器に、パルス発生装置０１０７を電流発生装置（直流電流を発生）に、それぞれ置き換えたものである。【００８５】
電気分解槽の内部には必要量の水が溜められており、電流発生装置から直流電流の供給を受けて水を電気分解する。電気分解により発生した水素ガス及び酸素ガスは電気分解槽上部に設けられたガス用配管を通って気体混合器へと移動する。気体混合器においては、前記ガス用配管から得た水素ガス及び酸素ガスと気体燃料とが混合され、エンジン本体の燃焼室において爆発燃焼させられる。爆発燃焼により得られた動力の多くは自動車や船舶の推進に利用されるが、その一部は発電機による発電に利用される。発電機が発電した電気はバッテリーに貯蔵される。バッテリーは電流発生装置に電力を供給し、電流発生装置はバッテリーから電力の供給を得て、この直流電流を電気分解槽へ供給する。【００８６】
また、実施例８のエンジンシステムには、前記電流発生装置にて電気分解槽に供給される直流電流を、所定の時間間隔で電流の流れる方向を逆転させる逆転装置をさらに有するものも含まれる。【００８７】
さらに、実施例８のエンジンシステムには、電気分解槽本体内部において水に没し、かつ、前記一組の電極に挟まれるように設置された筒状又は板状の一以上の分解促進用金属板を有するとともに、前記電気分解促進用金属板がいずれの電極とも電位的に独立であるものも含まれる。【００８８】
なお、本実施例のエンジンシステムを適用可能なエンジンには、自動車のエンジンのほか、船舶のエンジンも含まれる。【００８９】
＜実施例８の構成＞
（全般）
図１５は、実施例８のエンジンシステムの構成図である。実施例８エンジンシステムは、エンジン本体１５０１と、電気分解槽１５０２と、気体混合器１５０４と、発電機１５０５と、バッテリー１５０６と、電流発生装置１５０７とを有する。また、本図の例では、電気分解槽と気体混合器は電気分解槽で発生した水素ガスと酸素ガスを気体混合器に送るためのガス用配管１５０８でつながれている。また、電気分解槽内には、２個の電極１５１１、１５１２と１個の分解促進用金属板１５１３が備えられている。【００９０】
本実施例のエンジンシステムは、実施例１などの上記実施例において述べてきたエンジンシステムと異なり、（１）電気分解槽における電気分解は直流電流により行われるように構成されている点、（２）このため電流発生装置は、バッテリーからの電力供給を受けると、これをパルス電流に変換することなく、直流電流のままこれを電気分解槽に供給するように構成されている点、（３）電気分解槽で発生する水素ガスと酸素ガスとを気体燃料と混合するための気体混合器を有する点に特徴がある。これ以外の、エンジン本体、発電機、バッテリーの構成は実施例１などのエンジンシステムと同様であるので、ここでは説明を省略する。【００９１】
（電気分解槽）
本実施例における「電気分解槽」は、直流電流により水を電気分解するための水槽である。図１６は、実施例８のエンジンシステムの電気分解槽の構造の一例を表す斜視図である。本図に示す電気分解槽１６０２には、２枚の板状の電極１６１１、１６１２と、その間に挟まれる形で１枚の分解促進用金属板１６１３が配置されている。本図の例では、電気分解槽が中央で仕切り板によって仕切られており、その両側のそれぞれに一組の電極とその間に挟まれた分解促進用金属板が配置されている。即ち、全部で６枚の板が配置されている例である。電極および分解促進用電極板の構成の詳細については後述する。【００９２】
本図の例では電気分解槽が箱型である例を示したが、内部に電気分解のための十分な空間を形成し必要な強度を有するものであれば電気分解槽本体の形状に限定はない点は実施例１と同様であり、これ以外の円柱形その他の形状であってもよい。【００９３】
本実施例のエンジンシステムの電気分解槽も、電極下部と電気分解槽本体底部との間に適切な空間を設けて対流現象による水流が起こりやすいように工夫がされた電気分解槽であることが望ましい。【００９４】
電気分解槽に容れて電気分解に用いる水としては、一定量の水酸化ナトリウムを溶かした水酸化ナトリウム溶解液が用いられる。本実施例の好適例では、電気分解によってＨＨＯガスを発生させるようにしている。ＨＨＯガスは純水を電気分解することにより得られる水素と酸素の混合比が２：１のガスである。また、ＣＯ、ダイオキシンなどの有害物質を発生することがないクリーンなガスでもある。ただし、本実施例で電気分解で発生させるガスの水素と酸素の混合比は、厳密に２：１でなくてもよい。【００９５】
このように電気分解によってＨＨＯガスを発生させるため、電気分解槽に貯蔵する水は純水、特に超純水あるいは純純水と呼ばれる純度が限りなく１００％に近いものとすることが望ましい。このような超純水は、公知の超純水製造装置を用いて生成することが可能であり、超純水を蓄えたタンクなどから電気分解槽に供給するようにすればよい。なお、上述の実施例で述べたのと同様に、電気分解槽で水が電気分解されて水素と酸素に分離されると電気分解槽内の水は消費され減少することから、消費された水を補充するために電気分解槽に水を供給するためのリザーブタンクを設置してもよい。リザーブタンクから電気分解槽への水の供給は、電気分解槽内に水位センサを設置しておき、電気分解槽内の水位が所定の水位を下回った場合には水位センサがこれを検知し、電動ポンプがリザーブタンク内の水を電気分解槽に送水するように構成するとよい点も同様である。【００９６】
（電極、分解促進用金属板）
電気分解槽には電極が備えられるほか、分解促進用金属板が備えられていてもよい。分解促進用金属板は、電気分解槽本体内部において水に没し、かつ、一組の電極に挟まれるように設置された筒状又は板状の一以上の部材である。好適には、分解促進用金属板は一組の電極の丁度真ん中に位置するように配置される。【００９７】
図１５の例では、電気分解槽本体１５０１の内部に２枚の板状の電極１５０２及び１５０３が設置されている。また、本図の例では、前記一組の電極の丁度真ん中に挟まれる形で、１枚の板状の分解促進用金属板が備えられている。また、一組の電極と分解促進用金属板は平行に、互いに重なる位置に配置されている。【００９８】
本実施例の分解促進用金属板の特徴は、いずれの電極とも電位的に独立である点にある。「いずれの電極とも電位的に独立である」とは、分解促進用金属板がいずれの電極との間でも絶縁されていることをいい、また、電位ゼロの状態になっていない、即ち、接地されていない状態をいう。このような状態を確保するための配置の一例としては、実施例１で図２などを用いて説明したところと同様に、電気分解槽本体の側壁下部に段差部を設けるとともに、この段差部に絶縁体を素材とする底板を係止し、その上に電極及び分解促進用金属板を配置するといったものが考えられる。また、図２に示したものとは別の形状の例として、例えば図１７に示すように、電極及び分解促進用金属板にそれぞれ２か所ずつに穴を開け、絶縁体を素材とする２本の支持棒１７０９を電気分解槽本体側壁面１７０１ａに固定することにより電極及び分解促進用金属板を安定的に支持するようにしてもよい。【００９９】
本実施例の「分解促進用金属板」も、実施例１で説明したところと同様に、電気分解を効率よく行うために電極が十分な面積を必要とすることを確保するためのものである。本実施例の分解促進用金属板の特徴は、上述のようにいずれの電極とも電位的に独立であるように構成されるが、かかる構成であっても、分解促進用金属板は電荷を帯び、水酸化ナトリウム溶液中を電流が流れる際に当該電流が途中分解促進用金属板の表面を通過することとなる。これにより、分解促進用金属板の陰極側の面はプラスに、陽極側の面はマイナスに帯電する。そして、このように帯電した分解促進用金属板の表面上では水の電気分解が行われ、プラスに帯電した面では酸素が、マイナスに帯電した面では水素が発生する点は実施例１の場合と同様である。【０１００】
なお、このような分解促進用金属板は筒状ものであってもよく、又これを備える場合の枚数は２枚以上であってもよい。【０１０１】
電極及び分解促進用金属板の厚み及び面積、並びに分解促進用金属板と電極との間隔、また分解促進用金属板を複数設ける場合のこれらの間の間隔は、電気分解を最もスムーズに行えるように設計される。図１６に示した電気分解槽において合計で６枚配置されているそれぞれの電極、分解促進用金属板の寸法の一例としては、それぞれの厚みが約１ｍｍ、高さ×長さが約１６０ｍｍ×１４０ｍｍであり、分解促進用金属板と各電極との間隔がともに約１５ｍｍであるものが挙げられる。【０１０２】
電極に用いる金属はステンレス、とくに、SUS316L材が好適である。この点は実施例１で述べたところと同様であり、その理由もそこで述べたとおりである。また、分解促進用金属板の好適な材料も同様に、ステンレス、とくに、SUS316L材である。【０１０３】
（気体混合器）
「気体混合器」は、電気分解槽で発生する水素ガスと酸素ガスとを気体燃料と混合するためのものである。電気分解槽で発生する水素ガスと酸素ガスは、前述のように好適にはＨＨＯガスである。【０１０４】
なお、気体混合器で混合された水素ガス・酸素ガスと気体燃料の混合ガスは、エンジンの燃焼室へ送られて通例のサイクルで燃焼させられる。即ち、ガソリンエンジンの場合、当該混合ガスはエンジンの燃焼室で爆発燃焼させられる。その際、燃焼効率を高めるためノズル等によって燃焼室の内部の奥深くまで混合ガスを導くようにしてもよい。また、ディーゼルエンジンであれば当該混合ガスが燃焼室内で圧縮され、これに軽油等が噴射されることにより爆発燃焼させられる。【０１０５】
（電流発生装置）
「電流発生装置」は、バッテリーから電力の供給を得て、この直流電流を電気分解槽へ供給する。実施例１との違いは、パルス状の電流に変換することなく直流電流を電気分解槽に供給する点にある。【０１０６】
（制御手段）  本実施例においては、パルス状の電流ではなく直流電流が電気分解に用いられる。この場合、時間の経過とともに電気分解槽内の水の温度が上昇し、ＨＨＯガスが発生しづらくなるという問題が生じる。そこで、本実施例のエンジンシステムでは、これらの問題への対処を含め、電気分解を効率的に行うための制御手段を有していることが望ましい。【０１０７】
まず、本実施例においては、一定の電圧を印加して直流電流を供給することで電気分解を行うようにしているが、小さい電流で電気分解を行うために電圧を制御する必要がある。図１５に示した電気分解槽を用いる場合には、例えば、入電時２４Ｖの電圧を直流変換に際して１２Ｖとする。これにより本例における電気分解に必要最小限の電流を電気分解槽に供給することができる。【０１０８】
一方、上述の温度上昇の問題に対応するための制御手段としては、例えば所定の時間間隔で電流の流れる方向を逆転させるための逆転装置を設けることが考えられる。逆転装置は、例えばタイマー及びスイッチを有し、タイマーの時計機能を利用して所定の時間間隔で電流の流れる方向をスイッチにより切り換える。所定の時間間隔は、電極及び分解促進用金属板の・面積、厚み、電極と分解促進用金属板の間隔、電気分解槽内の水量などに応じて適切に設計されるべき事項であるが、例えば、上述のような各電極および分解促進用金属板のそれぞれの厚みが約１ｍｍ、高さ×長さが約１６０ｍｍ×１４０ｍｍ、分解促進用金属板と各電極との間隔がともに約１５ｍｍである場合において、電気分解槽内に約１１リットルの水を貯めて電気分解を行う場合に、２時間間隔で切り換えを行うといったことが考えられる。これは、かかる条件下での実験を行った結果、電流を流し始めて２時間程度経過すると電気分解槽内の水の温度が５０℃を超え、ＨＨＯガスが発生しづらくなったことから得られた時間である。【０１０９】
あるいは、所定の時間間隔でいきなり電流の流れる方向を逆転させるのではなく、所定の時間が経過したところで、いったん電流を流すのを止め、その後逆方向に電流を流すようにしてもよい。このようにすることで、分解促進用金属板が電荷を帯びた状態を解消できるので、その後の電流の流れる方向の転換をスムーズに行うことが可能となる。【０１１０】
あるいは、温度上昇に伴い電流値も上昇することから、電流値が一定値に達した場合に電圧を下げるようにしてもよい。【０１１１】
また、電気分解槽内の水の温度の上昇を防ぐため、所定の時間間隔で電気分解槽内に冷却水を送るためのポンプを備えるようにしてもよい。所定の時間間隔は、やはり電極や分解促進用金属板の寸法等に応じて設計されるが、上述の例に即せば、例えば２０分に１回といったことが考えられる。【０１１２】
（本実施例のエンジンシステムの具体的構成の好適例）
以上に説明したような構成を有する本実施例のエンジンシステムによれば、より小さい電流によってより多くの水素ガスと酸素ガスとの混合気体を電気分解により発生させることができる。かかるエンジンシステムの具体的構成の好適例としては、以下のようなものを挙げることができる。即ち、図１５に示したような構造の電気分解槽であって、電極及び分解促進用金属板が上述のような厚み、面積、間隔を有し、水酸化ナトリウム１３％（重量比）を超純水に溶かした溶解液を入れたものを用いて、１２Ｖの電圧を印加し、１５Ａの直流電流を供給して電気分解を行った結果、瞬時に得ることができたＨＨＯガスの量は約４５０ｃｃであった。通例、１Ａの電流を供給して行う電気分解により得られるＨＨＯガスの体積は約１０ｃｃであるので、本実施例の構成によればその約３倍程度（１Ａ当たり約３０ｃｃ）の量のＨＨＯガスが得られたこととなり、より小さい電流によってより多くのＨＨＯガスを発生させることができることが実証された。【０１１３】
（本実施例のエンジンシステムの用途）
このように、本実施例のエンジンシステムによれば、通例の約３倍のＨＨＯガスを得ることが可能になることから、１０トントラック程度の大型自動車のエンジンに利用可能である。また、自動車に限らず船舶のエンジンにも利用可能である。これらの場合、電気分解によって発生させたＨＨＯガスと気体燃料とを気体混合器で混合させてエンジンの燃焼室内部にノズルなどで直接送り込むことで、エンジンの燃焼効率を向上させることができる。【０１１４】
なお、電気分解槽内で発生したＨＨＯガスをエンジンの燃焼室内部に送り込む際には、以上の構成によっても生成したＨＨＯガスに不純物が混入することを完全に防止することは困難であることから、電気分解槽の近傍などにこの不純物を除去するためのフィルターを備えるようにしてもよい。当該フィルター内には、水（やはり超純水であることが望ましい）が貯められ、さらに水に没する形でステンレス製の部材が入れられる。そして、電気分解槽で発生したガスを取り出して当該フィルター内を下から上に向かって通すことで、不純物を含むガスが、ステンレス部材の働きでＨＨＯガスとその他の物質となり、エンジンの燃焼室内部に送り込むガスに含まれる不純物を極限まで減少させることが可能となる。なお、フィルター内での浄化効率を高めるためステンレス製の部材は表面積を広くすることが望ましく、このため好適には例えばたわし状のステンレス製部材（いわゆるステンレスたわし）が用いられる。【０１１５】
また、ＨＨＯガスは不燃焼ガス（ブローバイガス）の燃焼を助けるという役割も果たす。即ち、自動車などの燃料であるガソリン、重油等にはオレフィン系炭化水素が含まれ、通例空気中の酸素と結合して燃焼する際に、水素が不足するために不完全燃焼を起こして不燃焼ガスを発生する。この不燃焼ガスは公害の原因となり、排ガス規制の対象となっている。このため、この不燃焼ガスを燃焼室に戻して再燃焼させる必要があるが、本実施例のエンジンシステムにおいて、ＨＨＯガスを不燃焼ガスの供給経路に導き、これを不燃焼ガスに混ぜて燃焼室に供給するように構成すれば、水素の不足を解消して不燃焼ガスを効率的に燃焼させることが可能となる。【０１１６】
さらに、本実施例のエンジンシステムはボイラーにも利用可能である。この場合は、ＨＨＯガスを直接燃焼室に供給するのではなく、その手前でＨＨＯガスを燃料及び空気と混合させることで、燃料及び空気を安定させることが可能となる。【０１１７】
＜実施例８の効果＞
実施例８によれば、エンジン、発電機及びバッテリーを備えた通常の自動車などに、水を電気分解するための電気分解槽、気体混合器及び電流発生装置を追加するのみで、燃費を向上させることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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