(57)【要約】電気化学電池で使用する電極アセンブリ。電極が角錐の比率であり、この角錐形の比率は、高さに１から２の間の数字を乗じて４辺の長さを求め、高さに１．２０から２．２２の間の数字を乗じて４底辺の長さを求める、特定の式で求められる。本発明は、電解セルを使って水から生成する水素でエンジンを運転させることのできる内燃機関および発電機の少なくとも一方を調整する方法および技術も包含する。方法は、水素点火時の逆火の可能性を減らすために開発された。
2008502802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学電池で使用する電極アセンブリであって、前記アセンブリが、
Ａ＿電極アセンブリのフレームの幾何学的比率が、次のように求められ（すなわち、前記電極アセンブリの決められた高さに１から２まで（２を含む）の数を乗じて、４片の長さの各々を計算し、前記電極アセンブリの決められた高さに１．２０から２．２２まで（２．２２を含む）の数を乗じて、４底辺の長さの各々を計算する）、電極アセンブリの半体は陽極と陰極であり、
Ｂ＿角錐形の単数および複数の少なくとも一方の比率を有する電極アセンブリ。
【請求項２】
陽極と陰極が適切な厚さのニッケル製であり、
Ａ＿アセンブリが請求項１で定義された幾何学的比率の範囲内で構成されるか、明細書、実施例、および図面の少なくともいずれか１つを参考にして構成されるか、の少なくとも一方である請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項３】
固体の２つの部品からなるセラミック製、または、非可撓性または可撓性であるか、非導電性特性をもつかの少なくともいずれか一方である同様な材料製の少なくとも一方である電極アセンブリを含む電気化学電池であって、前記電気化学電池が、
Ａ＿請求項１および２のいずれか一項に記載の電極アセンブリを備え、該電極アセンブリは、前記電気化学電池内に保持され、前記電気化学電池内に戻すか前記電気化学電池から取り出すかの少なくとも一方を行うことができ、請求項１で計算したのと同じ幾何学的比率を特徴とする電気化学電池。
【請求項４】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、前記アセンブリが、
Ａ＿陽極を陰極から絶縁および分離の少なくとも一方をしながら、電気化学電池の陽極および陰極の両側への内部の電解質の流れを促し、かつ
Ｂ＿新たに生成される水素ガスを、新たに生成される酸素ガスおよび塩素ガスの少なくとも一方から分離する、
中央分割フレームを備える請求項３に記載の電気化学電池。
【請求項５】
前記電気化学電池および電極アセンブリの少なくとも一方が、内燃機関で使用するときに、請求項１、２、３、および４のいずれか一項に記載の角錐形の単数および複数の少なくとも一方の幾何学的比率からなる電極アセンブリおよび電気化学電池の少なくとも一方。
【請求項６】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電極アセンブリを前記電気化学電池の内部に位置決め、配置、および取り出す、の少なくとも一つを行うために電気化学電池のベースプレートを取り外すことによって、請求項３に記載の電気化学電池に請求項１に記載の電極アセンブリを取り付ける、戻す、および取り出す、の少なくとも一つを行うプロセス。
【請求項７】
請求項２および３のいずれか一項に記載の電気化学電池および電極アセンブリの少なくとも一方を使用して、内燃機関および発電機の少なくとも一方を運転する燃料を生成するプロセスであって、生成される燃料が水素、酸素、塩素、窒素、および空気の少なくとも一つであるプロセス。
【請求項８】
請求項１、２、および３のいずれか一項に記載の電気化学電池および電極アセンブリの少なくとも一つが、内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用したときに、水素、酸素、塩素、窒素、および空気の少なくとも一つを生成するための１つのまたは一連のうちの少なくとも一方のタービンに水蒸気の燃焼および排気の少なくとも一方を作用させるこ
とから生成される電気エネルギーを利用する方法。
【請求項９】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電位差計を使って電流のパルス幅および電圧の量の少なくとも一方を変えて、電気化学的電池に送出される電流および電圧の少なくとも一方の量を変え、異なる収率の水素、酸素、塩素および空気の少なくとも一つを生成する方法。
【請求項１０】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、空気圧縮デバイスを使って、電気化学電池およびその他関連装置の少なくとも一方から、水素、酸素、塩素および空気の少なくとも一つを、バルブチャンバおよび同様な機能の装置の少なくとも一方に輸送する方法。
【請求項１１】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、内燃機関および発電機の少なくとも一方装置のどこかに残る「過剰な」水素ガスを燃焼のためにバルブチャンバまたは同様な機能の装置に転送するのを促す方法であって、前記方法が、
Ａ＿内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電気化学電池への電気が切断された後、電流および電圧の少なくとも一方を空気圧縮デバイス、スパーク発生デバイスおよび同様な点火機能のデバイスの少なくとも一つにのみ送出することを含む方法。
【請求項１２】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電気化学電池で使用するために、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、および金属塩化物の少なくとも一つを水溶液および電解質の少なくとも一方に含めることによって、燃料および燃料混合物の一部の少なくとも一方として使用するために水溶液および電解質の少なくとも一方のイオン化および導電率の少なくとも一方を高めて、水素、酸素および塩素の少なくとも一つを生成する方法であって、前記陽イオンおよび陰イオンの少なくとも一方が、
Ａ＿次の金属陽イオン混合物の組み合わせであるマグネシウムとナトリウム、ナトリウムとマグネシウムとカリウム、カリウムとマグネシウムとカルシウム、カルシウムとマグネシウムとリチウム、リチウムとマグネシウム、ナトリウムとカリウム、ナトリウムとカルシウム、ナトリウムとリチウム、カリウムとカルシウム、カリウムとリチウム、ナトリウムとカリウムとカルシウムとリチウム、ナトリウムとカリウムとカルシウムとリチウムとマグネシウム、マグネシウムとリチウムとカルシウム、カルシウムとカリウムとナトリウム、カリウムとナトリウムとマグネシウムとカルシウムとリチウム、のいずれかを、陰イオンである炭酸水素塩、水酸化物および塩化物の少なくとも一つの中に含有するものである方法。
【請求項１３】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電気化学電池および電気化学電池の水位レギュレータの少なくとも一方を自己水準ジンバルデバイスに配置および位置決めの少なくとも一方を行うことによって、非水平および水平の少なくとも一方である床で利用するとき、電気化学電池および電気化学電池の水位レギュレータの少なくとも一方の最適な水位の保証および維持の少なくとも一方を行う方法。
【請求項１４】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電気化学電池で水素、酸素、塩素および空気の少なくとも一つの生成のために電解質として使用する、金属陽イオンと炭酸水素陰イオン、金属陽イオンと水酸化物陰イオン、および金属陽イオンと塩化物陰イオンの少なくとも一つを含む、水性金属炭酸水素塩、金属水酸化物および金属塩化物の少なくとも一つの水溶液を利用する方法。
【請求項１５】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電気化学電池で水素、酸素、塩素および空気の少なくとも一つを生成する、金属陽イオン、炭酸水素陰イオン、水酸化物陰イオン、および塩化物陰イオンの少なくとも一つから成るアルカリ性水溶液を利用
する方法。
【請求項１６】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、前記エンジンおよび発電機装の少なくとも一方に蓄積する炭素沈着の除去および回避の少なくとも一方を行うために、水素、酸素、塩素および空気の少なくとも一つの混合物を燃焼する方法。
【請求項１７】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電解質貯水タンクの調合デバイスを使用することによって、水素と酸素、空気および塩素の少なくとも一つとの燃焼から生じた新たに凝結した脱イオン水の中に、請求項４に記載の金属炭酸水素塩、金属水酸化物および金属塩化物の少なくとも一つを利用して組み込む方法。
【請求項１８】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、生成されるガスの圧力が所定のレベルを超えるか所定のレベルを下回るかの少なくとも一方になったことを測定するか検出するかの少なくとも一方をしたとき、電気化学電池および関連装置の少なくとも一方への電流および電圧の少なくとも一方を、遮断するか再通電するかの少なくとも一方を行う方法。
【請求項１９】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水素、酸素、塩素および水の少なくとも一つを燃焼して生じる新たに生成される脱イオンを真空ポンプで圧縮することによって、リサイクルおよび再鉱化の少なくとも一方を行うために、貯水タンクおよび電気化学電池の少なくとも一方への新たに凝結した脱イオン水を凝縮するか輸送するかの少なくとも一方を行う方法。
【請求項２０】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、金属炭酸水素塩、金属水酸化物および金属塩化物の少なくとも一つの水溶液を含めて、該水溶液の電気分解／加水分解からの水素、酸素および塩素の少なくとも一つのガスの収率を高めることにより、電解溶液の導電率およびイオン化の少なくとも一方を高める方法。
【請求項２１】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水素、酸素および塩素の少なくとも一つのガスを冷却環境および装置の少なくとも一方に暴露することによって、前記ガスの温度を低下させるか乾燥させるかの少なくとも一方を行う方法。
【請求項２２】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、ある所定の空間の水素、酸素、塩素、窒素、および空気の少なくとも一つの分子密度および濃度の少なくとも一方を、前記元素の温度を低下させることにより高めて、内燃機関および発電機の少なくとも一方内での水素の早期デトネーションを取り除く方法。
【請求項２３】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水素および塩素の少なくとも一方と、酸素とを生成するために、電気分解／加水分解に未精製の天然海塩水溶液を使う方法。
【請求項２４】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、燃焼のためおよびバルブチャンバに入れるための少なくとも一方のために、電気化学電池およびその他水素保持装置の少なくとも一方から、水素、酸素、窒素、塩素、および空気の少なくとも一つを蒸気ポート噴射する方法。
【請求項２５】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水蒸気噴霧システムを使って燃料の温度を変える方法であって、前記アセンブリが、
Ａ＿水素バルブポート噴射システムと共におよび水素バルブポート噴射システムを通してのいずれか一方で使用するため、と、
Ｂ＿主リリース圧力が約０．４３ｋＰａ（１／１６ｐｓｉ）から約１０．３４２ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）（１５００ｐｓｉを含む）までの、低圧水素ガスレギュレータ内で使用するため、との２つの用途をもつ方法。
【請求項２６】
内燃機関、発電機、気化器、電子燃料噴射システム、エアフィルタ／クリーナーシステム、および燃料電池技術アセンブリの少なくとも一つで使用するときに、吸込み弁からの水素点火時の逆火の移動を停止する微細メッシュグリルを利用する方法であって、
Ａ＿グリル穴の直径が０．００１ミリメートルから１２ミリメートルの間であるメッシュグリルであり、
Ｂ＿メッシュグリルの穴の数が１から１２，０００個の間である、方法。
【請求項２７】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水素の温度上昇および早期デトネーション／点火の少なくとも一方を避けるために、内燃機関のマニフォルド加熱機能およびガスレギュレータの加熱機能の少なくとも一方をなくすことによって、水素、酸素、窒素、塩素、および空気の少なくとも一つの早期デトネーションを排除する方法。
【請求項２８】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、スパークプラグおよび点火のタイミングの少なくとも一方を、ピストン行程の上死点の後、０から２５度の間に遅らせる方法。
【請求項２９】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、吸込み弁の閉鎖を早めるか、吸込み弁の開放を遅らせるか、および単数または複数の吸込み弁全体の行程持続時間を短縮するかの少なくとも一つによって、水素点火時の逆火の移動を排除する方法。
【請求項３０】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、燃料混合気の可燃性元素として水素を使用する場合、バルブのロッカーアームの行程距離をタペットのタイミングを変えることによって調整することによって、請求項２１に記載の吸込み弁の閉鎖を早めるか、吸込み弁の開放を遅らせるかの少なくとも一方を行う方法。
【請求項３１】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、燃料および水素含有燃料混合気の少なくとも一方として水素を使用する場合、カムベルトのタイミングおよびカムシャフトの行程距離の少なくとも一方を調整することによって、請求項２１に記載の吸込み弁の閉鎖を早めるか、吸込み弁の開放を遅らせるかの少なくとも一方を行う方法。
【請求項３２】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、カムシャフトのタイミングおよびカムシャフトの行程距離の少なくとも一方の調整により排気弁の行程持続時間を短縮することによって、単数または複数の排気弁の開放を遅らせて、水素点火の逆火の排除および回避の少なくとも一方を行う方法。
【請求項３３】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水素、酸素および塩素の少なくとも一つを、温度冷却環境および装置の少なくとも一方に暴露することによって、水素ガスの引火点を下げる方法。
【請求項３４】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電解溶液を電気分解／加水分解前に電磁振動させることによって、水溶液の電気分解／加水分解により水素および酸素および塩素、もしくは酸素または塩素生成を高める方法で、これら電磁振動がＨ２Ｏのクラスターサイズを大幅に減らして、水素、酸素および塩素、もしくはそのいずれかの収率の増進を促す方法。
【請求項３５】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電気分解／加水分解前に、
水溶液および電解質の少なくとも一方に電磁振動を送り込むことによって、水溶液、電解質、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、および金属塩化物の少なくとも一つの溶液の極性を反転させて、水素および酸素と、水素および塩素との少なくとも一方の生成を高める方法。
【請求項３６】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水素、酸素および塩素の少なくとも一つの生成を高めるために、地球の北半球では、水溶液中を右回りの方向に通すことによって、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、金属塩化物、および酸含有水溶液の少なくとも一つを電磁振動処理するか電磁振動をかけるかの少なくとも一方を行う方法。
【請求項３７】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、水素、酸素および塩素の少なくとも一つの生成を高めるために、地球の南半球では、水溶液中を左回りの方向に通すことによって、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、金属塩化物、および酸含有水溶液の少なくとも一つを電磁振動処理するか電磁振動をかけるかの少なくとも一方を行う方法。
【請求項３８】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、圧縮空気を２つの目的で使用する方法であって、
Ａ＿空気圧縮デバイスが、空気を電気化学電池の陰極側に通して、新たに生成される水素ガスを空気と予混合するステップと、
Ｂ＿空気圧縮デバイスが、空気を電気化学電池の陽極側に通して、新たに生成される酸素および塩素ガス、もしくは酸素または塩素ガスを空気と予混合するステップと、
Ｃ＿空気圧縮デバイスが、空気を電気化学電池の陰極表面および陽極表面の少なくとも一方の上で移動させて、前記電極表面から新たに生成されるすべてのガス泡を取り除いて、水素、酸素および塩素の少なくとも一つの収率の増進を促すステップと、
を含む方法。
【請求項３９】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、電解質、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、金属塩化物、および酸含有の水溶液の少なくとも一つを、０から摂氏６０度の間に加熱するか上昇させるかの少なくとも一方を行って、電気分解／加水分解により水素、酸素および水素の少なくとも一方と、塩素との生成を高める方法。
【請求項４０】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、燃料として、水素、酸素、塩素、窒素、および空気の少なくとも一方を利用する方法であって、使用する空気燃料比が１部の空気対１部の燃料から３６部の空気対１部の燃料まで（両端を含む）である方法。
【請求項４１】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、内燃機関および発電機の少なくとも一方内の水素、酸素、塩素、窒素、および空気の少なくとも一つの点火および燃焼の少なくとも一方から生じる運動エネルギーのインパルスおよび反応の少なくとも一方の作用を、前記燃焼の排気をタービンの周囲に配列される一連のブレード、ブレード付きローター、パドル、およびバケットの少なくとも一つに向けることによって伝えて、タービンで電気エネルギーに変換される機械的エネルギーを生成することにより、電気エネルギーを生成する方法。
【請求項４２】
毎分回転数を高めるために内燃機関で使用するときに、電圧および電流の少なくとも一方の増加を調整する電子回路と空気圧縮デバイスを使用して、水素、酸素および塩素の少なくとも一つの収率を高める方法。
【請求項４３】
毎分回転数を低めるために内燃機関で使用するときに、電圧および電流の少なくとも一方の低下を調整する電子回路と空気圧縮デバイスを使用して、水素、酸素および塩素の少
なくとも一つの収率を低める方法。
【請求項４４】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用する燃料を、水および水溶液の少なくとも一方と、内燃機関および発電機の少なくとも一方の運転中に生成されるエネルギーとから生成する方法であって、前記燃料が水素、酸素、塩素、窒素、空気、および水の少なくとも一つを含有する方法。
【請求項４５】
内燃機関および発電機の少なくとも一方の運転中に生成される請求項４４に記載の燃料に対して内燃機関および発電機の少なくとも一方を運転する方法。
【請求項４６】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、タービンを動かして電気エネルギーを生成する機械的エネルギーを生成する、水蒸気の排気運動エネルギーの作用を利用して電気エネルギーを生成する方法。
【請求項４７】
任意の数の、実施例および図面の少なくとも一方を参照して本明細書で説明されたのと実質的に同じ、請求項１から４６に記載のいずれか一項に記載のすべての方法、すべてのプロセス、またはすべての装置の少なくとも一つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の関係者
発明者ディーン・ルイス・サザーランド（Ｄｅａｎ  Ｌｅｗｉｓ  Ｓｕｔｈｅｒｌａｎｄ）は、サウス・オークランド（Ｓｏｕｔｈ Ａｕｃｋｌａｎｄ）、パパクラ（Ｐａｐａ
ｋｕｒａ）に居住するニュージーランド国籍の科学者であり、ほんの少量の水を使って内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用する必要に応じて生成される水素ガス生成・調整制御における新規で便利な改良を発明した。以下が明細書に添付しその一部をなす図面に関するその明細書である。本出願は、発明者が発明した必要に応じて生成される方法により、より大量の水素ガスを生成するために発明者が考案し採用した装置に基づく。
【背景技術】
【０００２】
このプロセス並びに当該器具の製造は、装置自体の破壊並びに器具に近づくもしくは取り扱う人に対する危険を生じる、もしくはそのために実際に用いられる余地はまったくない。本発明の初期エネルギー発生部分は、可動部品がまったくない。事実、水およびガスの流れを制御する小型の循環ポンプとマイクロバルブは発明者の発明並びに装置およびプロセスの機械的な側面にすぎない。本発明の二次的なエネルギー発生部分は、いくつか別の可動部品を伴う。これは、初期エネルギー発生デバイスから、一または複数のタービンの一もしくは複数のブレード、一または複数のパドル、および一または複数のバケット、もしくはそのいずれかの上に排気を流して、電気エネルギーを生成する方法およびプロセスの少なくとも一方である。
【０００３】
改良は、新規な形態の水素生成装置、並びに電流調整の改造による電気エネルギー伝達の改良システムである。これは、パルス幅変調回路に、電子ガス圧検出およびオン／オフ送電切換システムを連結して実現する。その目的は電子化学的電池に流れる上記の電流を調整することである。電源のエネルギーはある所定のときに必要な水素ガスの量によって増減する。装置はこのような潜在能力を生成することを考慮して、破壊によるケガの危険性がないだけでなく、安全に取り扱えるように構成される。このために、発明者は、生成される水素および酸素の少なくとも一方を即座に効率よく利用し、貯蔵能力を必要としないような形で、独特な電気化学電池、ガス輸送または送出プロセスの少なくとも一方を構成した。前述したこの種の電気化学電池は、特定の幾何学的比率の角錐形のセラミックおよびビニル／プラスチックの少なくとも一方の電解質のコンパートメントを特徴とする。
【０００４】
一般に発明者が採用したのはこの形態である。調整した電流を電気化学電池に送出し、このようなプロセスから生成された水素ガスを新規および／または独特な方法で輸送して、燃焼のために従来の内燃機関内部のバルブに送出する。排出される水蒸気から生じる運動エネルギーは、新たに生成される水素が空気および酸素、または空気または酸素と反応した燃焼から生まれる。この運動エネルギーを、（例えば、シリンダ／ホイールまたはその他のタービン型設計の）タービンの周囲に配列したブレードとのおよび／またはブレード上での上記の水蒸気の排出のインパルスおよび反応、もしくはインパルスまたは反応によって機械的エネルギーに変換する。その後、この機械的エネルギーがタービンによって電気的エネルギーに変換される。水蒸気は、運動エネルギーを機械的エネルギーに変換するのに利用してしまったら、水蒸気冷却管／パイプで再凝結されて、リサイクルされて電気化学電池に戻る。（ここで、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、金属塩化物、およびその他異物もしくはそのいずれかは、還元および／または酸化しないので残留し、そのため電気化学電池をその含有物すべてから意図的に排出しない限り、これら物質は電気化学電池から除去できない）。
（発明の開示）
電極アセンブリの各半体を十分な絶縁により互いに分離し、そのため電気分解プロセスを電気的に失敗させる可能性を引き起こさない（すなわち、電気化学電池内部の独特な分割壁）。ただし、これ以降明記する明細において、この形態から逸脱するもしくはこの形態を変えることができる。発明者の改良型の水素ガスの必要に応じて生成する装置を構成するにあたり、新たに生成される水素ガスをバルブチャンバに速やかに輸送するのを促すために、真空／エアポンプを採用した。これは負圧または低圧の１、２、もしくは３段ガス（定速の空気混合器を特徴とする）レギュレータを利用することによって実現できる。水噴霧システムを利用して、水素を冷却する混合器に細かな水噴霧を投入することができ、それによってガスの引火点が下がる。
【０００５】
代わりの方法として、水素ガスポート噴射システムをバルブチャンバの背後に直接入る水噴霧システムと合わせて利用することもできる。後者のオプションは、発明者のシステムがマイクロプロセッサ制御であり、内燃機関および発電機のバルブチャンバへの輸送のすべてのガス比、混合、および送出、もしくはガス比、混合、または送出のすべてを検出、監視、および調整、もしくは検出、監視、または調整するため、若干効果的で、複雑で、設置費用が高くつく。ガスの貯蔵はまったくなく、そのため人身への傷害もしくは装置の損傷を防止するのに極めて効果的となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、電気化学電池の接続図であって、「必要に応じて生成する」水素／酸素を生成し、並びにその調整をする完全な方法のプロセスおよび装置を表す図である。水素ガスが生成されたら、燃焼のために即座にバルブチャンバに送出される。生成される排気の運動エネルギーは、シリンダまたはホイールの周囲に配列される一連のブレード、パドルもしくはバケット上の流体またはガスのインパルスおよび反応の少なくとも一方によって機械的エネルギーに変換できる（例、タービンの一または複数のブレードを回転させる、（すなわち、すぐに使用するために内燃機関および発電機の少なくとも一方の内部で）。完全な詳細の内容については、リスト「Ｐ」を参照されたい。
【０００７】
図２は、電気回路がない状態の図１を示す図である。
図３は、分解側立面図で、電気化学電池を示す側立面図である。電気化学電池内部の電極アセンブリは陽極および陰極の役目を果たす。この図面は、陰極側で新たに生成された（発生する）水素ガスを、陽極側で新たに生成された（発生する）酸素および塩素ガスの少なくとも一方から分離する分割壁フレームを示す。このガスの分離は、電気化学電池内部に位置する分割壁フレームによって実現する。この分割壁フレームは陰極を陽極から電気的にも絶縁もする。
【０００８】
図３  １／電気化学電池のハウジングを電気化学電池のベースプレートに接続するボルト、２／電気化学電池のハウジング、３／分割壁フレーム、４／電極および電極アセンブリの少なくとも一方、これがいかに電気化学電池に配置されているかを示している。５／電気化学電池のハウジングを電気化学電池のベースプレートに接続するナット。６／耐水構造を助けるガスケット／ワッシャー（つまり、ナットとボルトを固定する）。７／電気化学電池内部の電極アセンブリおよび取水口／圧縮空気開口部の少なくとも一方を密閉するガスケット。８／電気化学電池のベースプレート。９／電気化学電池のベースプレート用ガスケット。１０／電気化学電池のベースプレート上のガスケットの配置線。１１／陽極電極に配置するプラス端子。１２／陽極電極に配置する取水口。１３／陰極電極に配置するマイナス端子。１４／陰極電極に配置する圧縮空気取込口。線８７で示されるこの分割壁フレームは２つの目的がある。
【０００９】
まず壁は、陰極側で生成されるガス（発生）を陽極側で生成されるガス（発生）から分離する。次に、分割壁フレームはプラス電流をマイナス電流から絶縁する。新たに生成さ
れる水素ガスは、電気化学電池内で新たに生成される酸素および塩素ガスの少なくとも一方と混合しない。事実、電気化学電池内部のこのセラミック製の分割壁フレーム（図３、符号３、線８７で示される）は、電池化学的電池全体を半分に完全に分割し、未精製の天然の海塩、または金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の水溶液が電極アセンブリの両側間および両側の内側を自由に移動できるようにするためだけに、電気化学電池のベースに３ｍｍの隙間を残すのみとなっている。
【００１０】
水素ガスは、電気化学電池から出るとき、一方向逆止め弁とガス冷却装置（例、変性アルコールおよびアルコール溶液容器の少なくとも一方）を流れる。次にすぐに低ガス圧レギュレータおよびコンピュータ制御水素ポート噴射／水噴霧システムから直接バルブチャンバ（図１０を参照）に真空／エアポンプする（図１、符号２１を参照）。
【００１１】
代わりの方法として、負圧もしくは低圧（すなわち、用途に応じて、約０．４３ｋＰａ（１／１６ＰＳＩ）から約２７．５８ｋＰａ（４ＰＳＩ）の間）の定速エア／ガス混合器レギュレータを設置する単純な方法も利用でき、オプションの水噴霧を混合器に導入することもできる。これは、水素ガスの引火点を下げるためである。（すなわち、新たに生成される水素ガスが早期デトネーションする危険が減る）。後者のオプションには、高効率で操作するために以下の装置および方法の改良の少なくとも一方が必要である。加熱機能がない低圧ガスレギュレータは、水素ガスはレギュレータ内部の温度が高まるために早期点火することがあるため、必要である。レギュレータの加熱が十分でないと、ブタンが液化しプロパンが蒸発する可能性があるため、ＬＰＧ低圧ガスレギュレータ内部を十分に加熱することが望ましい。これは、プロパンとブタンの沸点が異なることが原因である。
【００１２】
低圧ガスレギュレータおよび内燃機関のマニフォルドの少なくとも一方を暖める別の理由は、本来非常に寒冷な環境での燃料の凍結を避けるためであった。水素は、高温冷媒であるＬＰＧと異なり、低温冷媒ガスである（すなわち、水素はＬＰＧと異なり非常に寒冷な環境でも凍結しない）。
【００１３】
このことが、発明者の発明した装置および方法の少なくとも一方を利用すれば、エンジンのマニフォルドと低圧ガスレギュレータを加熱する必要がないかもしくは望ましくない、もう１つの理由である。（内燃機関内のエンジンのマニフォルドと低圧ガスレギュレータの加熱機能をなくす。内燃機関内のエンジンのマニフォルドおよびガスレギュレータの少なくとも一方の加熱機能をなくすことによって、水素の早期デトネーションが避けられ、非常に効率よく機能することがわかる）。
【００１４】
微細メッシュグリルを気化器のベースに取り付けるべきである。これは吸込み弁から伝わる水素の早期デトネーションの逆火により生じる可能性のある装置の損傷（これは、エンジンのマニフォルドおよび低圧ガスレギュレータ内部の加熱機能をなくさないときに起こることがわかった）を避けるデバイスおよび事前対策である。この微細メッシュグリルは約０．１ミリメートルのごく小さなピン状の穴をもつ。水素ガスと非常に細かい水の噴霧が微細メッシュグリルからバルブチャンバに自由に移動できるためにこの穴が必要である。火炎は微細メッシュグリルを通り抜けられないので、水素の早期デトネーションの火炎が吸込み弁から、ガス混合器、低圧ガスレギュレータ、およびエアクリーナー／フィルタ、もしくはそのいずれかに逆流する可能性が一切なくなる。
【００１５】
点火タイミングとカムシャフトタイミングの遅れ。（水素ガスのデトネーションを遅らせ、デトネーションを上死点もしくは上死点の後の０から２５度の間に近づけるには、点火タイミングを遅らせる必要がある）。排気弁が開くのを遅らせ、それによって排気弁を通る水素火炎の逆火の可能性を一切なくすには、内燃機関のシングルカムシャフトのタイミングを遅らせる必要がある。水素の火炎速度が極めて速いために、この調整を要する。
【００１６】
これらの方法の改良および調整の少なくとも一方は、高効率で機能することが分かった。シングルカムシャフト内燃機関で吸込み弁の持続時間を減らすことは、タペットのロッカーアームを調整することにより、またはカム外形の形を変えることにより実現される。これは、カム外形を研いで形を変えることによって実現される。（これは吸込み弁の開放が後に、吸込み弁の閉鎖が先になるようにする）。この調整は、水素の火炎速度が極めて速いために必要である。（ツインカムシャフト内燃機関では、吸込み弁の持続時間は主に２番目のカムシャフトを調整して再設定して減らすため、ロッカーアーム／タペットの調整が必ず必要である。
【００１７】
ガスレギュレータ／混合器内に水噴霧を導入することは、この方法およびプロセスの少なくとも一方を新たに生成される水素ガスが大量に必要な状況で利用するときに、新たに生成される水素ガスの引火点を下げる役割をする。このように、水素の引火点は下がり、ガスの揮発度もわずかに下げる。
【００１８】
非常に密度の高い水素ガス燃料濃度が望まれる場合、水素分子を互いに近づけることになる。これは新たに生成される水素ガスに冷却剤およびプロセスの少なくとも一方を受けさせることによって実現する（例、アルコール溶液により）。内燃機関の圧縮比は、エンジンが過熱しないように時々下げられる。
【００１９】
図１および２の少なくとも一方を参照いただきたい。酸素は大気に放出する、または水素とは別に第２低圧ガスレギュレータからバルブチャンバ送出のためにエアフィルタ／クリーナーシステムに導入されるように輸送できる。
【００２０】
塩化ナトリウム水溶液および未精製の天然海塩水溶液の少なくとも一方を利用する場合、塩素ガスだけが生成される。加水分解された金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の水溶液内では塩素生成の検出は見られない。これは、金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の水溶液内の塩素レベルが低いためである。
【００２１】
溶液内の導電率の上昇は、様々な金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方を添加して実現する。水と、金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方または未精製の天然海塩との比は、体積で測定する。
【００２２】
図４は、ＤＣ速度コントローラで、上記の電流のパルス幅を調整するためのパルス幅変調制御回路を示す図である。この変調は、ある時点での水素供給ラインに送出する水素ガスの生成速度を決定するために必要である。電池への電流の供給は電位差計で調整する。
【００２３】
電位差計を調整する人、すなわち電極アセンブリに送るべき変調した電流のパルス幅を調整する人は、電池へのフィードバックを調整する。
用途に応じて、自動車で利用するために、手動式電位差計および電子点火式電位差計の少なくとも一方を採用できる（後者は標準的なアクセルペダルからケーブルで操作する）。
【００２４】
図４の符号１は主エネルギー源からパルス幅変調回路までプラス、２／は主エネルギー源からパルス幅変調回路までマイナス。３／はパルス幅変調回路から陽極電極までマイナス。４／はパルス幅変調回路から陰極電極までプラス。５／ＤＣ速度コントローラ（パルス幅変調回路を特徴とする）。６／は電位差計（電池へ入力する上記の電流の手動調整）。電圧は一定にできる。
【００２５】
図５は、符号断面Ａ−Ａにおける、発明者の発明による電気化学電池のベースプレート
および底立面図／部分断面図の少なくとも一方である。「電流端子」、「水溶液吸入パイプ」、ならびに「金属炭酸水素塩」および「金属水酸化物溶液ドレン栓」の少なくとも一方は、電気化学電池のベースから突出している。
【００２６】
図５の参照番号２／は電気化学電池のベースプレートを表す。４／は電気化学電池のハウジング内部に隠れている電極の概要を表す。１１／電気化学電池のガスケットの配置線。１２／電極を突き出すための、電気化学電池のベースプレートの開口部。１４／水（電池の陽極側）および圧縮空気（電池の陰極側）の少なくとも一方が入るための、電気化学電池のベースプレートの開口部。
【００２７】
図６は、排気システムの概要図であり、水回収システムである。水素ガスが内燃機関および発電機の少なくとも一方のバルブチャンバ内部で酸素および空気の少なくとも一方と反応して燃焼した後、生成された排出水蒸気の運動エネルギーはさらに、タービンの周囲に配列された１つのもしくは一連のブレード上で移動する水蒸気（ガス）のインパルスおよび反応の少なくとも一方により、機械的エネルギーに捕捉、変換および転換、もしくはそのいずれかを行う。その結果得られるタービンの機械的エネルギーをここで電気エネルギーに変換する。
【００２８】
さらに、水蒸気がタービンの一連のブレード、バケットおよびパドル、もしくはそのいずれかと反応して、再利用用の貯水タンクにある排気輸送パイプおよび管内部の少なくとも一方で凝結した後、マフラー／排水回収システムが水蒸気を回収する（Ｎａ  Ｃｌを利用する場合。電気化学電池は定期的に排出しなければならない）。
【００２９】
図６の符号２４／エンジン排気ガスからの排出水蒸気。３５／タービンまたは排出水蒸気の運動エネルギーを機械的エネルギーに変換する同様な機能をもつデバイスで、この機械的エネルギーを利用して電気エネルギーを発生する。２５／排出水蒸気であった新たに再凝結した水を貯水タンク（符号１）に輸送する水ポンプ。３４／主エネルギー源もしくは保証される場合、着火タイマーまでの電気（図１の符号１７）。３３／貯水タンク（図１の符号１）に導く、新たに凝結した水の輸送管。３２／貯水タンクのブリーザキャップ。１／水タンク（図１の符号１も参照）。
【００３０】
図７は、電気化学電池内部の水溶液の水位の監視および判断の少なくとも一方を行う水位調整／電気化学電池である。図７の符号２／電気化学電池。４／水位レギュレータ。３７／水位レギュレータの取水口。３８／電池およびレギュレータ、もしくは電池またはレギュレータの水位サイト管。３９／息抜き管（本発明の様々な変型においては任意）。
【００３１】
「電気化学電池」および「電気化学電池の水位レギュレータ」の少なくとも一方はまとめて保持し、特定のサスペンションデバイスに固定できる。このデバイスは互いの内部を直角に移動する２つのリングの一方を有する。船舶用コンパスを自由に動くように取り付ける方法と同じ機能をもつ。これは水平ではない床で装置を利用する不利な状況（すなわち、船舶用ジンバル）を補う事前対策である。電気化学電池内で望まれる水位は、この水位レギュレータから事前に調整できる。（水位レギュレータの詳細図については、図９を参照）。
【００３２】
図８は、側立面図で、電極アセンブリは図に示すように構成するのが好ましい。上記の電極アセンブリの完全な幾何学的比率は図８の符号３６の「側立面図」の図面のようにするべきで、図３の符号４の「分解側立面図」に概略的に描いた電気化学電池に戻されるべきである。図８の符号２／電気化学電池の外殻。１１／陽極電気端子。１２／陰極電気端子。１３／取水口フローライン。１４／電気化学電池の陰極側への圧縮空気の進入箇所。３６／電極アセンブリ。
【００３３】
図９は、水位レギュレータの詳細図である。これは装置内の水フローバルブが開いた状態（符号３）と閉じた状態（符号６）の詳細図を表す。水溶液の電気化学電池への流れはこのデバイスで完全に調整される。
【００３４】
図９の符号１／は、水位レギュレータの側壁である。２／は取水口である。３／は水流遮断弁の開位置である。４／は水位レギュレータのサイト管である。５／はバルブが開いたときに、電気化学電池の吸入パイプに入るための水位レギュレータの出口である。６／は水流遮断弁が閉じた状態である。７／はバルブが閉じたときに、電気化学電池の吸入パイプに入るための水位レギュレータの出口である。
【００３５】
図１０は、水素ポート噴射オプションである。この図は、内燃機関の略図内の燃料ポート噴射システムに発明者の「必要に応じて生成する」水素生成装置を組み込んだ状態を表す。
【００３６】
【表１】
2008502802.tif 000003
図１０符号。１／貯水タンク。２／水フィルタ。３／水ポンプ。４／水圧レギュレータ。５／吸気箱。６／エアフィルタ。７／気温／気圧センサ。８／アイドル空気弁。９／スロットル本体。１０／スロットル位置センサ。１１／水素ガス燃料噴射器。１２／電気化学電池の水位レギュレータ。１３／電気化学電池。１４／圧力感知／電流切断スイッチ。１５／スパークプラグ。１６／点火コイル。エンジン温度センサ。１８／クランクシャフト位置センサ。１９／エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）。２０／点火スイッチ。２１／バッテリー。２２／空気圧縮デバイス。
【００３７】
図１の詳細な符号は、別途明記しない限り、１／水溶液貯蔵タンク。これは金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方を貯蔵する。（未精製の天然海塩水溶液も利用
できる）。２／電気水燃料ポンプ。
【００３８】
図１の符号１（水溶液貯蔵タンク）から電気化学電池（すなわち、図１の符号８）まで水溶液を汲み上げるためのもの。３／水フィルタ。これは水溶液内の固体分を除去して、電気化学電池までいかないようにする。４／電気化学電池の水位レギュレータ。このデバイスの目的は、電気化学電池内の水溶液の水位の監視および制御の少なくとも一方を行うことである。（図７も参照）。
【００３９】
これは、サスペンションデバイスに「電気化学電池」と「電気化学電池の水位レギュレータ」を一緒に置き、互いの中で直角に移動する２つのリングの一方をつけて構成する。すなわち、船舶のコンパスを自由に動かせるようにして常に水平に保つ船舶のジンバルと似た機能をもつデバイス。
【００４０】
５／水流遮断弁。これは電気化学電池への水の供給を遮断する。電気化学電池内部の水が予め決めた最高水位になると、水溶液の供給と流れは、電気化学電池内部の水溶液の水位が予め決めた最高水位未満に低下するまで停止する。前述したように、「電気化学電池」および「電気化学電池の水位レギュレータ」が共にジンバルデバイス内に固定される。このため、電気化学電池の水位レギュレータ内部の鉱化水溶液の水位は、電気化学電池と同じである。
【００４１】
６／ヒューズ。これは電流の過負荷を防ぐためのものである。
７／オン／オフスイッチ。これは水流遮断弁（符号５を参照）と圧力式電流スイッチ（符号２２を参照）につながるすべての電気設備のオン／オフを切り替える。
【００４２】
８／電気化学電池。これは陽極、陰極（すなわち、電極アセンブリ）および水溶液を含む。この電池に金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方を利用する場合、十分な電流が送出されると、水素ガスおよび酸素ガスが生成される。（電気化学電池の好適な実施例は、次のように測定される。所定の高さに１．４９を乗じて４辺の長さの各々を計算し、所定の高さに１．５７を乗じて４底辺の長さの各々を計算する）。装置は電気分解プロセスが起こる加圧された環境を提供する。
【００４３】
（図１の符号１４、ラベルの付いたドレン栓から圧縮空気が電気化学電池の陰極側に送出されて、マイナス電極の表面から水素ガスの泡を除去する助けをする。ベースにある３ミリメートルの隙間から、気圧がある程度電気化学電池の陽極側に漏れて、プラス電極の表面から酸素の泡をある程度押しのける。この点については図８を参照。電気化学電池（非導電性のエンクロージャを特徴とする）は電極アセンブリを含む。
【００４４】
この電池は固体の２つの部品から成るセラミックデバイス、または非可撓性、非導電性の電気特性を特徴とする同様なデバイス材料であることが好ましい。電池の壁の角度は、電極アセンブリの外形図と同じ外側の幾何学的比率をもつ。これは電極アセンブリ（電極の配置の例については、図３の符号４を参照のこと）が電気化学電池の内部にぴったりとはまり、必要なときに簡単に取り替えられるようにするためである。取り外し可能で、電気化学電池のメイン構造（図３の符号２）に再び取り付けられるように、これは電気化学電池のベースを取り外すことによって実現する（図３の符号８を参照のこと）。
【００４５】
図５の符号１１および図３の符号１０は、円形のゴム製ガスケットを保持するガスケットの配置線を表す。これは、鉱化水溶液が上記の電気化学電池から逃げないようにするためである。（完全な電極アセンブリの図については、図８を参照のこと）。
【００４６】
電気化学電池の最も高い点では（図３の符号３を参照のこと）、電気化学電池の別々の
２側面の各々から１つずつ、２つのガス排気管がある（すなわち、陰極のガス排気口は電気化学電池のマイナス側で生成されたガスを収集して、即座に燃焼するために、ポート噴射システム、もしくは従来のエンジンマニフォルドおよびすべての加熱機能を取り除いた負ガス圧レギュレータを通って、内燃機関および発電機の少なくとも一方のバルブチャンバに輸送する。
【００４７】
水蒸気ポート噴射送出システムは、水素ポート噴射送出システムと合わせて、水素ガスの停止点を上げるのに十分な機能をする追加の変型オプションである。水素の引火点は通常の状態では低いため、極めて高いパフォーマンスかつ稼働率の高い内燃機関および発電機の少なくとも一方での早期デトネーション、または逆火を避けるためにこれが必要である）。
【００４８】
陽極ガス排気口は図１に示すように発生したガスを吐き出して大気に戻すか、もしくは代わりに、別にバルブチャンバに輸送して、その燃焼直前に水素ガスにだけ導入することができる。こうして、水素の点火の強さが増す。両パイプのガス含有物は絶対に混ざらない（ただし、燃焼強度を高めるために、その燃焼直前に上記の新たに生成された水素ガスと反応させる添加剤として酸素が輸送されるのが望まれる場合は除く）。
【００４９】
マイナス電極（すなわち、電気化学電池の陰極側）からのガス排気管が、新たに生成された水素ガスを、即座に燃焼するために直接バルブチャンバに輸送する。プラス電極（すなわち、電気化学電池の陽極側）からのガス排気管は、酸素ガスを大気に輸送するか、もしくは安全対策として別に輸送して、燃焼直前に水素ガスと混合する。金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方を利用すれば、検出可能な塩素ガスは見つからない。）それでも、次亜塩素酸イオンの形成する可能性がなくはないため、バルブチャンバへの送出のために、酸素を水素とは別に輸送するのがより安全である。注意（９および１０の符号はないため、探さないでいただきたい）。
【００５０】
１１／電気端子陽極。この端子からプラス電流が電池に送出される。各電極は電極アセンブリの半体である（すなわち、互いにまったく同じものである）。電極は好ましくは９９．９％純度のニッケル金属から鋳造してあまりに早く消耗しきらないようにし、電気分解中により高い電流の入力レベルに耐えられるようにする。（電極アセンブリの好適な実施例は次のように測定する。決められた高さに１．４９を乗じて４辺の長さの各々を計算し、決められた高さに１．５７を乗じて４底辺の長さの各々を計算する）。
【００５１】
この幾何学的比率は陽極と陰極を合わせたときのものであり、電極アセンブリ全体の半体が陽極または陰極のいずれかであることに注意する。本特許出願において、図８の符号３６として、各電極を詳細に示す。（この図面は陰極または陽極いずれかの配置を表す）。
【００５２】
図３の符号４は、電気化学電池内の電極の配置／交換および取り外し機能の少なくとも一方を表す。ここに示す電極は、単に大まかな寸法として提示する。
図１は発明者が調整した「必要に応じて生成する」水素ガスおよび酸素ガスの少なくとも一方、もしくは水素ガスおよび塩素ガスの少なくとも一方の生成の概要である。１２／電気端子陰極。この端子からマイナス電流が電池に送出される。各電極は電極アセンブリの半体である（すなわち、互いにまったく同じものである）。
【００５３】
電極は好ましくは９９．９％純度のニッケル金属から鋳造してあまりに早く消耗しきらないようにし、電気分解中により高い電流の入力レベルに耐えられるようにする。（完全な幾何学的比率の計算方法については、ライン３４４および３４５を参照）。
【００５４】
本特許出願において、図８の符号３６として、各電極を詳細に示す。（この図面は陰極または陽極いずれかの配置を表す）。図３の符号４は、電気化学電池内の電極の配置／交換および取り出し機能の少なくとも一方を表す。ここに示す電極は、単に大まかな寸法として提示する（前述したとおり）。図１は発明者が調整した「必要に応じて生成する」水素ガスおよび酸素ガスの少なくとも一方、もしくは水素ガスおよび塩素ガスの少なくとも一方の生成の概要である。１３／吸入口。
【００５５】
この吸入口から粗い未精製の天然海塩、または金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の水溶液が電気化学電池に入る。１４／圧縮空気ポンプ／ドレン栓。電池の液体含有物全体と一緒に電気化学電池から、この開口部を通して、蓄積した金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方を除去できる。（すなわち、装置の電源を切ったときにこれを行う）。
【００５６】
排出した高ミネラル溶液を希釈した後、水タンクに再び導入することによって、収集して再利用できる。電気化学電池の陰極側のこれとまったく同じ開口部は、「圧縮空気」の取入口として利用される。前述したように、この目的は新たに生成される水素ガスを空気と予混合して、電極の表面積をさらに水素生成のために自由にして、水素ガス生成プロセスの速度増大を助けるために、マイナス電極表面から新たに生成される水素ガスの泡を押しのけることである。
【００５７】
装置の電源を切ったとき、電気化学電池はその含有物全体を排出でき、水溶液貯蔵タンクから補充できる。電気化学電池全体は約９００ｋｍごとに排出するべきである（すなわち、密閉した溶液全体から）。これは、連続使用すると生じる金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の蓄積を除去するためである。陰極側では金属イオンは減らず、陽極側では炭酸水素イオンおよび水酸化物イオンの少なくとも一方は酸化しない。
【００５８】
この排出プロセスの目的は、この種の水素および酸素または水素および塩素の生成プロセスにおける大量の金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の蓄積による電気分解プロセス中の化学干渉を避けることである。１５／ＤＣ速度コントローラ。（パルス幅変調制御ユニット）。（完全な概要図については図４を参照）。
【００５９】
手動制御の電位差計もしくはペダルで操作するケーブル制御の電子点火式電位差計（すなわち、最新の自動車にみられる電位差計に似ている）により、フィードバックを制御する。コールドクランキングが発生したら、ＤＣ速度コントローラは、標準操作中に要求される４０アンペアの最大定格しかないため、４３０クランキングアンペアを受けないようにバイパスされて、装置の破壊を避ける。各電気化学電池に１つＤＣ速度コントローラを利用するべきである。望まれる水素ガスの量によって、一連の複数の電気化学電池を一斉に稼動できるため、ここで述べておく。
【００６０】
１６／主電源。この状況では、標準的な１２ボルトの自動車用バッテリーを使用する。必要なコールドクランキングアンペアは、「プロセス始動」時に必要な水素ガスの量による。（発明者はこの例では４３０コールドクランキングアンペア自動車用バッテリーを利用した）。一または複数のバッテリーの充電を開始した後、このプロセスおよび装置の少なくとも一方に必要なすべてのエネルギーの置換には、一または複数の交流電源を利用できる。
【００６１】
１７／調整可能自然着火タイマーは、電気エネルギーが電極アセンブリと切断された後、装置内に残っている過剰な水素ガスのすべてを燃焼させて、使用していないときに装置全体に水素がまったく残らないようにするために、電流がそれでも真空／エアポンプ（符号２１）およびスパークプラグ（符号１８内）、もしくは同様な目的の装置に確実に送る
ようにする。
【００６２】
１８／バルブチャンバは、スパークプラグおよび同様な技術の少なくとも一方を利用して、内燃機関および発電機の少なくとも一方に新たに生成される水素ガスを点火する。重要な注意；新たに生成される水素ガスは燃焼のために、「２段」低圧ガスレギュレータ（冷却システムを加えることによって、加熱機能を取り除いている）を通してバルブチャンバに送出され、エンジンマニフォルド（これも冷却システムを追加することによって、加熱機能を取り除いている）に輸送される。
【００６３】
これに加えて、これら方法の改良および装置の少なくとも一方で、点火タイミングとカムシャフトのタイミングも遅らせると効率が高くなることが分かっている。点火タイミングを遅らせることは、水素ガスのデトネーションを遅らせるために必要であり、上死点もしくは上死点の後０から２５％に近づける。
【００６４】
発明者は、排気弁からのエンジン／発電機の水素火炎の逆火の可能性をなくすには、排気弁の開放を遅らせるためにカムシャフトのタイミングを遅らせる必要があることを発見した。ツインカムシャフト式エンジンおよび発電機の少なくとも一方の場合、吸込み弁のカムのタイミングを、プラグのスパークが新たに生成される水素ガスを点火する前に吸込み弁を十分に閉じるように調整する必要がある（すなわち、吸込み弁の行程持続時間を、吸込み弁を後に開けて、吸込み弁を先に閉じることによって減らすため）。これら方法の改良および調整の少なくとも一方は、ここで述べる水素ガスの点火火炎速度が極めて速いため十分に求められる。（つまり、これにより、水素の火炎速度はガソリン、ＬＰＧ、ＣＮＧおよびその他化石燃料、もしくはそのいずれかの商業用ガスよりもかなり速い）。
【００６５】
これら方法の調整をしなければ、水素ガスの火炎速度が極めて速いため、火炎は吸込み弁およびエアフィルタに逆流し、空気浄化ユニットを破壊してしまう）。これら方法の改良および調整の少なくとも一方は高効率で機能することが分かった。
【００６６】
発明者の「必要に応じて生成する」水素ガス生成装置がシングルカムシャフト駆動式の内燃機関および発電機の少なくとも一方で十分に機能する状況では（つまり、吸込み弁および排気弁の少なくとも一方はシングルカムシャフトエンジンでのみ調整可能である）、排気弁の開放を、シングルカムシャフトのタイミングによって遅らせ、そうすることで水素火炎の逆火のおそれをなくすことが望ましいか、必要であるかの少なくとも一方である。また、吸込み弁を閉じるイベントを、タペット上でのロッカーアームの行程距離とタイミングを調整して早める必要がある。
【００６７】
こうすることで、シングルカムシャフトの内燃機関では前述したこのロッカーアーム／タペットの調整を必要とするので、発明者の吸込み弁の行程持続時間が減少された（例、吸込み弁を後に開放、吸込み弁を先に閉じるという調整を確実にする）。こうして、吸込み弁が先に閉じる場合、水素の点火時の逆火が気化器およびエアフィルタ／クリーナーの少なくとも一方に戻る可能性をなくす。
【００６８】
発明者のオプションの水蒸気噴霧システム（高パフォーマンスの内燃機関および発電機の少なくとも一方用）を導入して、新たに生成される水素ガスのバルブポート噴射システムのオプションと合わせて利用する。この水蒸気噴射システムは、水素ガスの早期デトネーションを避けるのに役立つ。水蒸気噴射は水素ガスの停止点を高める（つまり、水素ガスの引火点を高める）。（この装置の水素ガスの別の冷却方法については符号３１も参照）。水素ポート噴射は安全な代替オプションであるが、設置費用が高い。
【００６９】
１９／エアフィルタ／クリーナー。（オプションで、空気をきれいにして、空気が進入
できるようにする）。これは、燃焼前に、より大きくより強力な水素燃焼をさせるために、燃焼前に空気を水素と混合できるようにするのが望ましい。電気化学電池の陰極側から生成される酸素（金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方を利用する場合のみ）を、エンジンマニフォルドの前の、別の低圧ガスレギュレータから導入することができ（ともに、そのそれぞれの加熱機能を取り除いている）、バルブチャンバで燃焼前に新たに生成される水素と混合する（酸素ポート噴射は、この装置でうまく機能することが分かっている別のオプションである）。
【００７０】
酸素と水素の比率の測定基準として、酸素低圧レギュレータ（エンジンマニフォルド内）とともに酸素プローブも利用できる。内燃機関内の空気と水素燃料の比は使用時に高い許容差があることがわかっている（すなわち、内燃機関内の望ましい空気燃料比によって、新たに生成される水素は１部の水素／２３部の空気から１部の水素対４部の空気までのいずれでも高い効率で機能することがわかっている。
【００７１】
上記の新たに生成される水素燃料は非常に幅広い動作許容差をもつようで、１部の燃料／７部の空気で最適に機能するＣＮＧおよび１部の燃料／１５部の空気で最適に機能するＬＰＧと異なり、非常にスリムまたはリッチに運転できる。
【００７２】
２０／低圧レギュレータ。これは、バルブチャンバへの水素の流れを調整するためのものである。水素ガスの圧力は、２段低圧ガスレギュレータおよび定速空気混合器から監視および／または制御する。この例では、第１段を約８２．７４ｋＰａ（１２ｐｓｉ）に調整し、第２段を負圧に調整する。新たに生成される水素ガスを摂氏２０度で燃料として利用すると、約０．８６から約１．７２ｋＰａ（約１／８から１／４ｐｓｉ）の負圧吸気が高効率に機能することが分かった。最低空気比は、内燃機関に適用したときに、極めて良好に機能することが分かった（２３部の空気対１部の水素のときと同様、４部の空気対１部の水素のとき極めて良好に機能した）。
【００７３】
これは水素を内燃機関の燃料として利用する場合、極めて幅広い空気燃料比の許容差レベルを示す。これは、手動制御のケーブルレバーまたはケーブル制御の自動車ペダルのいずれかで操作できる。
【００７４】
２１／真空／エアポンプは、電極および電気化学電池の表面から、即座に燃焼するためにバルブチャンバへの新たに生成される水素ガスの輸送および除去の少なくとも一方を助ける。この真空／エアポンプは、電気化学電池内の低圧環境を生成することにより、この即座の水素ガスの輸送も助ける。（すなわち、電気化学電池から新たに生成される水素ガスの除去を促す）。
【００７５】
真空／エアポンプを利用すると、金属炭酸水素塩、金属水酸化物、および金属塩化物の少なくとも一つの水溶液の表面積に低圧環境を作り出すことを助ける。（水素は空気および水溶液の少なくとも一方よりも軽いため、低圧の水面が電気化学電池から新たに生成される水素ガスの除去により効果的な環境をもたらす）。
【００７６】
２２／圧力作動式電流／スイッチ。この電子切換システムは、水素供給ラインのガス圧が所定のレベルまで上昇すると、電気化学電池への電流を遮断する。このまったく同じ電子切換システムは、水素供給ラインのガス圧が所定のレベル未満に低下すると、電気化学電池への電流を再通電する。（この圧力切換レベルは、電子切換回路内の電流の接続および切断の少なくとも一方について調整可能である）。発明者は電流に関し予め設定した再通電圧力レベルとして約８２．７４ｋＰａ（１２ｐｓｉ）を使い、電流に関し予め設定した切断圧力レベルとして約１２４．１ｋＰａ（１８ｐｓｉ）を使った。
【００７７】
発明者が極めて効果的に機能することを発見した代替水素生成法は、必要な場合に、つまり、エンジンの毎分回転数（ＲＰＭ）が増えるにつれて、電気化学電池への電流を増やすことによって、水素生成収率を高める電流レギュレータ／センサである。（すなわち、電流とＲＰＭの比は、個々のアプリケーションに従って必要な水素ガスの量によって調整可能である）。
【００７８】
２３／計器盤搭載圧力計。この計器は水素供給ラインのガス圧を表示する。直流（１２ボルト  ４３０ＣＣＡ）が通電して電気化学電池に送出すると、水素供給ラインの水素の圧力が上がる。これが計器盤搭載圧力計に表示される。圧力計が約約１２４．１ｋＰａ（１８ｐｓｉ）を読み取ると、内燃機関および発電機の少なくとも一方はいつでも燃焼を開始することができる（これは約３０秒かかる）。
【００７９】
２４／ステンレススチールターボマフラー。９０度のステンレススチール取り付け具がマフラーに溶接されている（詳細については図６も参照）。
２５／ダッシュスイッチ作動式電気ポンプ。この電気ポンプはすべての再凝結した水を貯水タンク（図１の符号１）に輸送する（詳細については図６も参照）。このスイッチは、電気化学電池を通常に操作しているときに、手動で起動する。この電気ポンプは、排気行程から出された新たに凝結した脱イオン水を、内燃機関および発電機の少なくとも一方のバルブチャンバ内から再利用するために貯水タンク（図１の符号１）に送り戻す。
【００８０】
２６／水素供給ライン。これは新たに生成される水素ガスの輸送用で、水素ガスは即座に燃焼するためにバルブチャンバに送出される。水素は真空／エアポンプを通って、水噴霧のために負圧ガス混合器レギュレータに送出され、エンジンマニフォルド（これは水／冷媒加熱を取り除いている）を通って、燃焼のためにバルブチャンバに送出される。前述したように、代わりに、直接バルブチャンバポート噴射でこれを実現することもできる（この場合、水素の引火点を下げるために、水噴霧も導入される）。
【００８１】
このプロセスはエンジンマニフォルド送出システムをなくして、完全にマイクロプロセッサコンピュータソフトウェア制御にする。水素ガス供給ラインの最大定格は約１０．３４２ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）とする。
【００８２】
２７／塩素または酸素ライン。この輸送管の唯一の目的は、電気化学電池の陽極側からすべての酸素を放出することである。（前述したように、金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の水溶液を利用する場合、塩素が極めて低いため酸素のみである）。代わりの方法として、前述したように、酸素を別に輸送して、調整可能な低圧ガスレギュレータで燃焼直前に新たに生成される水素と混合できる。
【００８３】
図１および２には符号２８または２９はない。３０／一方向逆止め弁。これは、電池が逆さになっても、新たに生成される水素ガスが電気化学電池に絶対に戻らないようにするためのものである。３１／ガス冷却システム。新たに生成される水素ガスはこの容器に湧き出る（このプロセスは、非常に気温の高いときに利用する際に非常に効果的である）。
【００８４】
ガスの温度は、それがメントール含有スピリッツおよびガス分子の少なくとも一方を冷却する能力のある同様な物質（メタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブタンアルコール、ガスの温度を低める他のシステム等など）に接触させて冷却できる。
【００８５】
水素分子はこの冷却により、互いに接近する。つまり、ある空間内の水素ガスの分子が増えるために、この水素分子の密度の高い環境（例、バルブチャンバ内部）を作り出すことによって燃焼エネルギーポテンシャルが高まる。この結果、様々な化石燃料のオクタン
価を上げるのと同様な効果がある。つまり、燃焼中により高いエネルギー出力が得られる。
【００８６】
この冷却機能は、水素の低い停止点により生じうる水素ガスの早期デトネーションの回避にも寄与する。（これは、水素ガスの温度を下げることによって実現する）。こうして水素の停止点が上がる。以上以外の符号。
【００８７】
図３（符号３）ガス分割壁。この壁は、陽極と陰極の絶縁のため、および電気化学電池内で反対の電極で生じるガスの分離を維持するため（つまり、水素と酸素および塩素の少なくとも一方の分離）に必要である。これは電気化学的ハウジングの一部である（図３も参照）。
【００８８】
この分割壁のフレームは図１の符号８の一部である。これは密閉された電極アセンブリの両側を完全に分離する（電気化学電池のベースにある３ミリメートルの隙間を除く）。これは、未精製の天然海塩、金属炭酸水素塩、および金属水酸化物の少なくとも一つの水溶液が電極アセンブリの両側に自由に流れるようにするためのものである。電気化学電池内の分割壁は、電極同士が触れたり、または反対の電極から生成されるガスが混ざったりしないようにしている。この方法および装置には２つの目的がある。
【００８９】
２つの目的とは、１／陰極が陽極と絶縁すること、および２／生成される水素、酸素、および塩素ガスの少なくとも一つが混ざらないようにすることである。（すなわち、水溶液に高いレベルの塩素が存在する可能性のある場合、装置内に次亜塩素酸イオンが形成されないようにする）。未精製の天然海塩、または金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の水溶液の電気分解は、以下を生じる。（注意：混合比は、体積で測定して、５５部の水道水および天然湧き水の少なくとも一方（オゾンを未処理）対１部の未精製の天然海塩、または金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方である。
【００９０】
陽極電極（＋）では、酸素が生成される唯一のガスである。陽極では検出可能な炭酸水素または水酸化物イオンの酸化はない。（深海水、塩水、または未精製の天然海塩の水溶液を利用する場合を除き、金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の水溶液の塩素含有量は低いため、検出可能な塩素ガスはない）。標準的な操作中ガスだけが離れるため、気体ではなく、金属が電気化学電池に残る。（そのため、金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方は水素供給ラインを通って電気化学電池から離れられない）。定期的に（すなわち、９００ｋｍごとに１度）、電気化学電池をその液体および固体含有物全体から排出して、入れ替えるべきである。
【００９１】
この理由は、長期間の間に起こりうる金属炭酸塩および金属水酸化物の蓄積が凝縮して、最終的に水素生成の質に影響を及ぼすためである。これは自動車のエンジンおよび発電機の少なくとも一方が運転または稼動していない間にし終えなければならない。
【００９２】
金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方の濃度が高いこれらの排出される溶液は、排出プロセス後に収集して、前述した同じ水／電解質添加剤の比率を使って、水溶液貯蔵タンクに再び導入することによって最終的に再利用できる。水はオゾンで処理してはならない。水をオゾンで処理すると、水溶液に含まれるすべての鉄（ＦＥ）および様々な他の微量元素が除去されるからである。この結果、水溶液の導電率が下がる。
【００９３】
鉱物と水の比は体積で測定する。約５５部の水道水および天然湧き水の少なくとも一方対１部の未精製の天然海塩または金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方が凝縮する。（地理的地域の異なる水は、自然発生の異物が地域によって違うため、水と鉱物の比を変える必要があることに注意するべきである）（さらに、水溶液は他の様々な微
量元素、鉱物、および異物も含むことにも注意するべきである）。すなわち、標準的な水道水およびその他未精製の天然湧き水の少なくとも一方は多くの自然に生じる鉱物、微量元素、および異物を含有する。
【００９４】
述べたこの比は、必要なときに高いポテンシャルの水素および酸素または水素および塩素ガスを生成する発明者の改良法で使用するには最も効果的な濃度である。）水に未精製の天然海塩、金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方を添加すると、イオン化能力および導電率能力の少なくとも一方が増し、そのためこの特定の装置およびプロセスからより多くの必要な水素ガスおよび酸素ガスの少なくとも一方が生成される。炭酸水素塩鉱物／水酸化鉱物または未精製の天然海塩水溶液は、水タンクに送出される前に、特定の振動周波数を与えるか、および／または加えることによって活性化した流体を入れた半中空シリンダに沿って流れの方向を最適にして流される。
【００９５】
このプロセス中、層（直線）流は個々の乱流する部分流に分割され、それを徹底的に混ぜることで中空シリンダによる平均活性率も改善する。その結果、流体と処理する鉱物／金属炭酸水素塩／水酸化物、および未精製の天然海塩、もしくはそのいずれかの水溶液との最適な相互作用が実現する。
【００９６】
このプロセスにより「音叉」効果が生じ（すなわち、ある音叉が振動すると、別の音叉に近づけるとその振動を共有する）、そのため波形特性をもつそのセットの水を変化させる。この構成の周囲を、磁場が前述の相互作用に伝導性のある磁気ジャケットで囲み、そのため効率の一層の向上に寄与する。鉱物／金属炭酸水素塩／水酸化物または未精製の天然海塩の水溶液を左回りの方向に流し、そうして溶液の極性が反転する。この溶液の極性の反転は、発明者の方法のプロセスおよび装置の少なくとも一方における水素および酸素の少なくとも一方の生成の効率を高めることが分かった。（この炭酸水素塩鉱物／水酸化鉱物または未精製の天然海塩の水溶液を北半球で処理する場合、処理する溶液は右回りの方向に流すことに注意するべきである）。
【００９７】
処理後、水溶液は還元水クラスターサイズになることが分かった。この水のクラスター還元のために、水溶液の透過率は、水素および酸素の少なくとも一方の生成プロセスでの効率が高まる結果になることが分かった。この方法で処理する電解溶液は、この再生プロセス中、永久的な変化を受ける。処理する炭酸水素塩鉱物／水酸化鉱物または未精製の天然海塩の水溶液は、ほとんどの場合、ハイグレードの黄銅もしくはステンレススチールにしか接触しない。支障なく処理するための最高水圧は１０バールである。最高温度は摂氏９５度である。凍結を起こしてはならない。
【００９８】
参考文献：ミュンヘンのゲルハルト（Ｇｅｒｈａｒｄ）教授、モスクワの自然科学アカデミーのウラジミール・コンドラートフ（Ｖｌａｄｉｍｉｒ  Ｋｏｎｄｒａｔｏｖ）教授、モスクワの自然科学アカデミー副理事長のユーリ・ラフマニン（Ｙｕｒｉ  Ｒａｃｈｍａｎｉｎ）教授。オーストリアの科学省勤務のウォルター・ヘジンガー（Ｗａｌｔｅｒ  Ｈｅｇｉｎｇｅｒ）博士。
【００９９】
化学プロセスの公式化。ここで、化学式の例をあげるために、金属炭酸水素塩（例１）および金属水酸化物（例２）として、炭酸水素マグネシウムと水酸化カリウムを使用する。未精製の天然海塩（例３）は塩化ナトリウム水溶液の例として使用する。本特許出願の明細書で述べる金属炭酸水素塩および金属水酸化物の少なくとも一方または未精製の天然海塩（金属塩化物ベースの）水溶液のあらゆる電解質混合液および変種の少なくとも一方を使用できる。電極での反応は以下の式を示す。
例１：電気分解前の溶液
【０１００】
【化１】
2008502802.tif 000004
【０１０１】
【化２】
2008502802.tif 000005
（正味炭酸水素マグネシウムは消費されないことに注意）
すなわち、陰極側でマグネシウムイオンは還元せず、陽極側で炭酸水素イオンは酸化しない。
例２：電気分解前の溶液
【０１０２】
【化３】
2008502802.tif 000006
【０１０３】
【化４】
2008502802.tif 000007
（正味水酸化カリウムは消費されないことに注意）
すなわち、陰極側でカリウムイオンは還元せず、陽極側で水酸化物イオンは酸化しない。例３：電気分解前の溶液
【０１０４】
【化５】
2008502802.tif 000008
【０１０５】
【化６】
2008502802.tif 000009
陽極側    陰極側    （水酸化ナトリウム水溶液）
陽極では最小量の酸素しか観察されず、陰極で水酸化ナトリウムも生成される。（正味のナトリウムは消費されないことに注意）。すなわち、ナトリウムイオンは陰極で還元しない。ただし、陰極で水酸化物イオンが水素ガスとともに形成される。陽極では、塩化物イオンが酸化して、塩素ガスを形成する。「重要」：エンジンのアイドル中、電流の入力は定電圧の１２ボルトであり、０から４０アンペアまで可変である。
【０１０６】
始動プロセスには、１２ボルトの定電圧と４３０コールドクランキングアンペアを電気化学電池に送出する必要がある。これは、内燃機関および発電機の少なくとも一方を運転するために必要である。この最初の高電流入力は、水素供給ラインで急速に水素ガスの圧力を出すために必要である。前述したように、水素供給ラインで所定の最大圧力になったら、圧力作動式電流／スイッチが電気化学電池への電流を完全に切断する。（すなわち、装置全体を過圧から保護する）。
【０１０７】
代わりの方法として、「電流比対「毎分回転数」比調整可能レギュレータが効果的に機能することが分かった。（例、内燃機関のＲＰＭが高まるにつれて、電流を高めて、所定の時間間隔で必要な水素ガスを補う）。
【０１０８】
図面の図１の符号８および図８の符号２は、電気化学電池を示し、これはセラミック製もしくは同様な非可撓性且つ非導電特性をもつ材料製であり、同じサイズの電極アセンブリの半体を含む（図８の符号３５）。この電極アセンブリは最終的には消耗し、必要なら取替えおよび交換、もしくは取替えまたは交換できる。電気化学電池自体は消耗しない。（注意：図１の符号１１および１２として示す陽極端子と陰極端子の電極アセンブリの部分は、電気化学電池のベースの外側に張り出している）。
【０１０９】
このシステムは人身またはその他の装置への危険なく、支障なく機能する。このようなシステムを示す図１では、（この例での）主エネルギー源は標準的な自動車用１２ボルトバッテリであり、４３０コールドクランキングアンペアを特徴とする。符号１６が利用される。ここで述べる１２ボルトバッテリは必要な電流を「ＤＣ速度コントローラ」および「圧力作動式電流スイッチ」に供給する。これはさらに調整された電気を電気化学電池（符号８）に送出する。
【０１１０】
「ＤＣ速度コントローラ」（符号１５）は、電気化学電池に電流を様々なレベルで送ることができる。これは、電流のパルス幅を変調することによって実現し、さらには電気分解プロセスの効率を加減することができる。（すなわち、必要とされる様々な水素ガスの量を生成する）。
【０１１１】
これには、水素ガスの連続生成を微調整するとともに、圧力作動式電流スイッチも電気化学電池への電気の送出を調整して、圧力感知だけで作動する必要がある。すなわち、水素供給ラインの水素ガスの圧力が予め設定したおよび所定の最高レベルの少なくとも一方を超えたことを圧力作動式電流スイッチで検出すると、電気化学電池への電力供給すべてを切断する。電気化学電池への電気は、水素供給ラインの水素ガスの圧力が予め設定したおよび所定のレベルの少なくとも一方未満に低下したときにのみ、「圧力作動式電流スイ
ッチ」で再接続される。
【０１１２】
そのため、「ＤＣ速度コントローラ」は電気化学電池に送出される電流の量を変え、「圧力作動式電流スイッチ」が電気化学電池への電流全体の供給を制御する。圧力作動式電流スイッチは電流の量を変えない。電気化学電池への電流はこの電子切換プロセスでのみ接続および／または切断される。「電気化学電池」（図１の符号８）に送られる電流の量は、対応するデバイスで調整する。図１の符号１５は電流のパルス幅を変調する。
【０１１３】
電気化学電池へのフィードバックは、手動式または足ペダル式の電位差計で手動制御できる。（図４を参照いただきたい）アンペアレベルは調整の変形形態で変わることがある。
【０１１４】
「ＤＣ速度コントローラ」は電気化学電池に可変量の電流を送出し、それがそのまま生成される水素ガスが増減されることになる。これには、水素ガスがバルブチャンバで消耗されることになるため、オペレータが水素供給ラインの水素ガスの圧力を取り替えたい速さを決める必要がある。（例、定電圧の１２ボルトと０から４０アンペアまでの可変電流で操作することによって、電気分解プロセスを利用する場合、アンペアレベルが上がると生成される水素ガスの量が多くなり、電気化学電池に送出される。
【０１１５】
「電気化学電池」に送出される電流は図１の符号２でも調整され、これが「電気化学電池」への電流全体を遮断および再通電、もしくは遮断または再通電する。これは、水素供給ライン（図１の符号２６）内で、電子式圧力感知電気切換スイッチからその水素ガスの圧力を検出するためである。
【０１１６】
「圧力作動式電流スイッチ」（図１の符号２２）は、電気エネルギーを「電気化学電池」（図１の符号８）に伝達する「ＤＣ速度コントローラ」（図１の符号１６）に優先する。このため、水素供給ラインに複数の圧力センサを使用しても、水素ガスの圧力が過負荷になる可能性がない。「圧力作動式電流スイッチ」（図１の符号２２）の可能性については、電気切換スイッチが所定のカットオフ圧力感知レベルを超えて「電気化学電池」への電力供給を切断しないことと、「電気化学電池」への完全な電力供給が遮断することである。設計される装置の実施では、（すなわち、通常の用途では）、「電気化学電池」は図８に図示される図で構成されるのが好ましい。（完全に動作する装置およびプロセス、もしくは装置またはプロセスの概要については、図１および図２を参照いただきたい）。
【０１１７】
水素ガスは、「電気化学電池」の陰極側を離れると、「一方向逆止め弁」（図１の符号３０）に入る。このため、いかなる場合も、ガスは「電気化学電池」に逆流できない。「水素供給ライン」（図１の符号２６）に圧力が蓄積すると、水素ガスは「ガス冷却システム」（図１の符号３１）もしくはガス冷却能力のある同様な材料（メタノール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等など）を通して湧き出る。
【０１１８】
このプロセスの目的は、ある所定の空間内の水素分子の濃度を高めることである。ある所定の空間内の水素ガスの濃度を高めるには、ガスを０から１２度の範囲で冷却することによって実現する。（すなわち、バルブチャンバ内で燃焼させる直前）。この特定の水素生成プロセスおよび装置の少なくとも一方の連続使用で、旧型の内燃機関および発電機の少なくとも一方からその炭素沈着（すなわち、その炭素「ホットスポット」）を完全になくすことが本発明の特徴である。
【０１１９】
この利点は、旧式の内燃機関および発電機の少なくとも一方のこれら炭素沈着は早期デトネーションしやすいことである（すなわち、炭素「ホットスポット」が原因で逆火が起こる）。これら炭素ホットスポットは、長期間の間に、様々な炭素形成化石燃料の連続燃
焼のために形成される。
【０１２０】
この燃料ガスの早期デトネーションは、炭素が熱をあまり消散せず、早期デトネーション領域を生成するために生じる。（すなわち、内部の加熱問題を生成する）。炭素沈着により伝えられるこの熱は、化石燃料ガスおよび水素ガスの少なくとも一方を早期に点火しうる。（すなわち、内燃機関および発電機の少なくとも一方のバルブチャンバの圧縮行程にガスがいく前）。これにより、冷却されていない水素を利用する場合、もしくは内燃機関でその引火点が上がっていない場合、このガスの引火点が通常の状態では非常に低いために、ある問題を引き起こす。
【０１２１】
この「必要に応じて生成する」水素生成方法および装置の少なくとも一方を連続使用して、これら炭素沈着を徐々に取り除くと、旧式の内燃機関および発電機の少なくとも一方の機能が改善されるか、および／または問題が解消される。
【０１２２】
この方法および装置は、新式モデルの内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用すると極めて効果的である。この技術は驚くほど単純でありながら、家庭および商業用、家庭または商業用のエネルギー要求を満たす新たなメカニズムを提供する。
【０１２３】
（空気および酸素の少なくとも一方の中で）「必要に応じて生成する」水素の燃焼と電気エネルギー（タービンで生成される水蒸気の排気（すなわち、運動エネルギー）から生じる（すなわち、機械的エネルギー）を組み合わせたエネルギーポテンシャルは、極めて経済的なエネルギーである。
【０１２４】
最後に、発明者の「必要に応じて生成する」水素生成装置について、唯一の燃料が鉱化水溶液の場合、このプロセスを支えるために莫大なインフラ設置コストがいらないことを付け加えたい。この装置は、ＣＮＧおよびＬＰＧキットを現行の自動車に取り付けたのとほぼ同じ方法で、既存の内燃機関および発電機の少なくとも一方に取り付けられる。
【０１２５】
発明者の方法および装置を利用することは、水素燃料電池の利用や新設の給油所への水素の供給で必要となるような高価な水素貯蔵タンクの設置の必要はないことを意味する。また極めて危険な大量水素の輸送も必要ない。これをすべて実行に移すために新たな労働法も必要ない。広く宣伝されている水素燃料電池のサポート用のインフラコストは数十億ドル規模になる。発明者は内燃機関を交換しなくても、地球温暖化を緩和し、排気汚染をなくし、燃料コストをだれにとっても極めて手頃な価格に維持する解決策を文字通り提示する。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】電気化学電池の接続図であって、「必要に応じて生成する」水素／酸素を生成し、並びにその調整をする完全な方法のプロセスおよび装置を表す図。
【図２】電気回路がない状態の図１を示す図。
【図３】分解側立面図で、電気化学電池を示す側立面図開口。
【図４】ＤＣ速度コントローラで、電流のパルス幅を調整するためのパルス幅変調制御回路を示す図。
【図５】符号断面Ａ−Ａにおける、発明者の発明による電気化学電池のベースプレートおよび底立面図／部分断面図の少なくとも一方。
【図６】水回収システムを示す排気システムの概要図。
【図７】電気化学電池内部の水溶液の水位の監視および判断の少なくとも一方を行う水位調整／電気化学電池。
【図８】電極アセンブリの側立面図。
【図９】装置内の水フローバルブが開いた状態（符号３）と閉じた状態（符号６）の、水位レギュレータの詳細図。
【図１０】内燃機関の略図内の燃料ポート噴射システムに発明者の「必要に応じて生成する」水素生成装置を組み込んだ状態を表す、水素ポート噴射オプション。
【図１】
2008502802.tif 000010
【図２】
2008502802.tif 000011
【図３】
2008502802.tif 000012
【図４】
2008502802.tif 000013
【図５】
2008502802.tif 000014
【図６】
2008502802.tif 000015
【図７】
2008502802.tif 000016
【図８】
2008502802.tif 000017
【図９】
2008502802.tif 000018
【図１０】
2008502802.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月21日(2006.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学電池で使用する電極アセンブリであって、前記アセンブリが、
Ａ＿電極アセンブリのフレームの幾何学的比率が、次のように求められ（すなわち、前記電極アセンブリの決められた高さに１から２まで（２を含む）の数を乗じて、４片の長さの各々を計算し、前記電極アセンブリの決められた高さに１．２０から２．２２まで（２．２２を含む）の数を乗じて、４底辺の長さの各々を計算する）、電極アセンブリの半体は陽極と陰極であり、
Ｂ＿角錐形の単数および複数の少なくとも一方の比率を有する電極アセンブリ。
【請求項２】
陽極と陰極が適切な厚さのニッケル製であり、
Ａ＿アセンブリが請求項１で定義された幾何学的比率の範囲内で構成されるか、明細書、実施例、および図面の少なくともいずれか１つを参考にして構成されるか、の少なくとも一方である請求項１に記載の電極アセンブリ。
【請求項３】
固体の２つの部品からなるセラミック製、または、非可撓性または可撓性であるか、非導電性特性をもつかの少なくともいずれか一方である同様な材料製の少なくとも一方である電極アセンブリを含む電気化学電池であって、前記電気化学電池が、
Ａ＿請求項１および２のいずれか一項に記載の電極アセンブリを備え、該電極アセンブリは、前記電気化学電池内に保持され、前記電気化学電池内に戻すか前記電気化学電池から取り出すかの少なくとも一方を行うことができ、請求項１で計算したのと同じ幾何学的比率を特徴とする電気化学電池。
【請求項４】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方で使用するときに、前記アセンブリが、
Ａ＿陽極を陰極から電気絶縁および分離の少なくとも一方をしながら、電気化学電池の陽極および陰極の両側への内部の電解質の流れを促し、かつ
Ｂ＿新たに生成される水素ガスを、新たに生成される酸素ガスおよび塩素ガスの少なくとも一方から分離する、
中央分割フレームを備える請求項３に記載の電気化学電池。
【請求項５】
前記電気化学電池および電極アセンブリの少なくとも一方が、内燃機関および外燃機関の少なくとも一方で使用するときに、請求項１、２、３、および４のいずれか一項に記載の角錐形の単数および複数の少なくとも一方の幾何学的比率からなる電極アセンブリおよび電気化学電池の少なくとも一方。
【請求項６】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方で使用するときに、電極アセンブリを前記電気化学電池の内部に位置決め、配置、および取り出す、の少なくとも一つを行うために電気化学電池のベースプレートを取り外すことによって、請求項３に記載の電気化学電池に請求項１に記載の電極アセンブリを取り付ける、戻す、および取り出す、の少なくとも一つを行うプロセス。
【請求項７】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電気化学電池および電極アセンブリの少なくとも一方を使用して、内燃機関および外燃機関の少なくとも一方を運転する燃料を生成するプロセスであって、生成される燃料が水素、酸素、および空気であるか、または水素、塩素、および空気である方法。
【請求項８】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電気化学電池および電極アセンブリの少なくとも一つの中で電気エネルギーを利用する方法であって、該電気エネルギーは内燃機関および外燃機関の少なくとも一方の中で、複数のタービンに水蒸気の排気を作用させることから生成される方法。
【請求項９】
電気化学的電池に送出される電流のパルス幅および電圧の量の少なくとも一方を変えて、燃料の異なる収率を生成する工程をさらに含み、前記可変電気エネルギーおよび得られる収率は電位差計を使って調整される請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１０】
空気圧縮デバイスを使って、電気化学電池、燃料装置、および容器装置の少なくとも一つから、生成した燃料を、内燃機関および外燃機関の少なくとも一方の内部のバルブチャンバに輸送する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１１】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方装置のどこかに残る「過剰な」水素ガスを燃焼のためにバルブチャンバまたは同様な機能の装置に転送するのを促す工程をさらに含み、前記方法が、
Ａ＿前記電気化学電池への電気エネルギーが切断された後、電流および電圧の少なくとも一方を空気圧縮デバイス、スパーク発生デバイスおよび同じ目的の点火機能のデバイスの少なくとも一つにのみ送出する請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１２】
電気分解前に金属炭酸水素塩、金属水酸化物、および金属塩化物の少なくとも一つを水溶液および電解質の少なくとも一方に加えることによって、燃料および燃料混合物の一部の少なくとも一方として使用される水溶液および電解質の少なくとも一方のイオン化および導電率の少なくとも一方を高める工程をさらに含み、前記陽イオンおよび陰イオンの少なくとも一方が、
Ａ＿次の金属陽イオン混合物の組み合わせであるマグネシウムとナトリウム、ナトリウムとマグネシウムとカリウム、カリウムとマグネシウムとカルシウム、カルシウムとマグネシウムとリチウム、リチウムとマグネシウム、ナトリウムとカリウム、ナトリウムとカルシウム、ナトリウムとリチウム、カリウムとカルシウム、カリウムとリチウム、ナトリウムとカリウムとカルシウムとリチウム、ナトリウムとカリウムとカルシウムとリチウムと
マグネシウム、マグネシウムとリチウムとカルシウム、カルシウムとカリウムとナトリウム、カリウムとナトリウムとマグネシウムとカルシウムとリチウム、のいずれかを、陰イオンである炭酸水素塩、水酸化物および塩化物の少なくとも一つの中に含有するものである請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１３】
自己水準ジンバルデバイスを用いて電気化学電池および電気化学電池の水位レギュレータの少なくとも一方の最適な水位を促進する工程をさらに含み、前記電気化学電池および電気化学電池の水位レギュレータは非水平および水平の少なくとも一方である床の上で動作する請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１４】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方で電気化学電池内の電解質として使用される、水性金属炭酸水素塩、金属水酸化物および金属塩化物の少なくとも一つの水溶液を利用する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１５】
金属陽イオン、炭酸水素陰イオン、水酸化物陰イオン、および塩化物陰イオンの少なくとも一つから成るアルカリ性水溶液を利用して、前記機関内で燃料を生成する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１６】
前記機関に蓄積する炭素沈着の除去および回避の少なくとも一方を行う工程をさらに含み、該工程は前記燃料を前記内燃機関および外燃機関の少なくとも一方で燃焼することにより達成される請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１７】
新たに凝結した脱イオン水の中に金属炭酸水素塩、金属水酸化物および金属塩化物の少なくとも一つを導入するか再導入するかのいずれかを行う工程と、前記電気化学電池によるかおよび電解溶液貯蔵容器内の調合デバイスを使用するかの少なくとも一方によって、電気分解および加水分解の少なくとも一方の間に残った鉱物および微量元素の少なくとも一方の再使用およびリサイクルの少なくとも一方を行う工程とをさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１８】
生成されるガスの圧力が所定のレベルを超えるか所定のレベルを下回るかの少なくとも一方になったことを測定するか検出するかの少なくとも一方をしたとき、電気化学電池への電流および電圧の少なくとも一方を、遮断するか再通電するかの少なくとも一方を行う工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項１９】
前記燃料を燃焼して生じる新たに生成される脱イオンを、該脱イオンを水貯蔵容器に戻すことによりリサイクルおよび再鉱化の少なくとも一方を行う工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２０】
電解溶液の導電率およびイオン化の少なくとも一方を高めるか、電気分解および加水分解の少なくとも一方の間に前記電気化学電池に多くの電気エネルギーが送られる必要がないかの少なくとも一方である工程をさらに含み、金属炭酸水素塩、金属水酸化物および金属塩化物の少なくとも一つを前記水溶液に加えてガスの収率を高める請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２１】
前記水素、酸素、塩素および空気の少なくとも一つのガスの温度を低下させるか乾燥させるかの少なくとも一方を行う工程をさらに含み、前記ガスは温度冷却環境および装置の少なくとも一方に暴露される請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２２】
ある所定の空間の水素、酸素、塩素、窒素、および空気の少なくとも一つの分子密度および濃度の少なくとも一方を、燃焼前に前記燃料の温度を低下させることにより高める工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２３】
前記電気化学電池および前記機関内で電解質として未精製の天然海塩水溶液を使う工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２４】
電気化学電池、ガス貯蔵装置、およびガス保持装置の少なくとも一つから、前記燃料を前記内燃機関および外燃機関の少なくとも一方のバルブチャンバに蒸気ポート噴射する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２５】
微細水蒸気噴霧システムを使用する工程をさらに含み、燃料の温度は２つの用途によって調整される方法であって、前記方法は、
Ａ＿前記燃料蒸気ポート噴射システムで使用されるものであり、かつ
Ｂ＿低圧水素ガスレギュレータ内で前記ガス圧力が約０．４３ｋＰａ（１／１６ｐｓｉ）から約１０．３４２ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）（１５００ｐｓｉを含む）までの間である請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２６】
吸込み弁からの水素点火時の逆火の移動を停止する微細メッシュグリルおよび火災防止器の少なくとも一方を利用する工程をさらに含み、
Ａ＿グリル穴の直径が０．００１ミリメートルから１２ミリメートルの間であるメッシュグリルである方法。
【請求項２７】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方のマニフォルド加熱機能およびガスレギュレータの加熱機能の少なくとも一方をなくすことによって、ガス燃料の温度、ガス燃料の早期デトネーション、ガス燃料の早期点火の少なくとも一つを低下させる工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２８】
スパークプラグおよび点火のタイミングの少なくとも一方を、ピストン行程の上死点の後、０から２５度の間に遅らせることにより前記エンジンの効率を増大させる工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項２９】
吸込み弁の閉鎖を早めるか、吸込み弁の開放を遅らせるか、および単数または複数の吸込み弁全体の行程持続時間を短縮するかの少なくとも一つによって、水素点火時の逆火の移動を排除する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３０】
前記エンジンのタペットのタイミングを変えることによって調整することによって、吸込み弁の閉鎖を早めるか、吸込み弁の開放を遅らせるかの少なくとも一方を行う工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３１】
カムベルトのタイミングおよびカムシャフトの行程距離の少なくとも一方を調整することによって、吸込み弁の閉鎖を早めるか、吸込み弁の開放を遅らせるかの少なくとも一方を行う工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３２】
単数または複数の排気弁の開放を早期に開くことにより点火の逆火の排除および燃焼の失速の少なくとも一方を行う工程をさらに含み、排気弁の行程持続時間、カムシャフトのタイミングおよびカムシャフトの行程距離の少なくとも一つが必要に応じて調整される請
求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３３】
燃焼前に、生成されたガスを、温度冷却環境および装置の少なくとも一方に暴露することによって、水素ガスの引火点を下げる工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３４】
水溶液を電磁振動させて電気分解および加水分解の少なくとも一方の前に水溶液内のＨ２Ｏのクラスターサイズを減らし、ガスの量を高める工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３５】
電気分解および加水分解の少なくとも一方の前に、水溶液および電解質の少なくとも一方に電磁振動を送り込むことによって、水溶液および電解質溶液の少なくとも一方の極性を反転させて、ガスの生成を高める工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３６】
電気分解および加水分解の少なくとも一方の前に、地球の北半球では右回りの方向に水溶液および電解質の少なくとも一方に電磁振動を送り込むことによって、ガスおよび燃料の少なくとも一方の生成を高める工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３７】
電気分解および加水分解の少なくとも一方の前に、地球の南半球では左回りの方向に水溶液および電解質の少なくとも一方に電磁振動を送り込むことによって、ガスおよび燃料の少なくとも一方の生成を高める工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３８】
圧縮空気を２つの目的で使用する工程をさらに含み、前記方法が、
Ａ＿空気圧縮デバイスが、空気を電気化学電池の陰極側および陽極側の少なく一方の表面の上で移動させて、生成されるガスを空気と予混合し、前記電極表面から新たに生成されるすべてのガス泡を取り除くことと、
Ｂ＿前記電極表面を清掃して先に生成されたガスを取り除いて、さらなる電気分解を促進することにより、前記電気化学電池に対する電気エネルギーを増大させずにガスの精製を高める請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項３９】
電解質および水溶液の少なくとも一方の電気分解／加水分解の間か前に、該電解質および水溶液の少なくとも一方の温度を０から摂氏６０度の間に上げる工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項４０】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方を動作させるときに、１部の空気対１部の燃料から３６部の空気対１部の燃料まで（両端を含む）である空気燃料比を使用する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項４１】
排気運動エネルギーのインパルスおよび反応の少なくとも一方の作用を、前記燃焼の排気を電気エネルギーを生成する機械的エネルギー生成タービンの上に伝えるか向けるかの少なくとも一方を行うことにより電気エネルギーを生成する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項４２】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方の動作の毎分回転数が高められたときに、電子回路を使用して電圧、電流、および空気圧縮デバイスの動作の少なくとも一つを監視および増加させる工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項４３】
内燃機関および外燃機関の少なくとも一方の動作の毎分回転数が低められたときに、電子回路を使用して電圧、電流、および空気圧縮デバイスの動作の少なくとも一つを監視および減少させる工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項４４】
水素燃料に対して内燃機関および外燃機関の少なくとも一方を動作および運転の少なくとも一方を行う方法であって、前記燃料を、水および水溶液の少なくとも一方と、電気化学電池とから生成し、電気化学電池に与えられるエネルギーは内燃機関および外燃機関の少なくとも一方の動作のみから生成される方法。
【請求項４５】
水素燃料に対して内燃機関および外燃機関の少なくとも一方を動作および運転の少なくとも一方を行う方法であって、内燃機関および外燃機関の少なくとも一方を提供する工程と、前記内燃機関および外燃機関の少なくとも一方は水素に対して動作および運転の少なくとも一方を行うために予め修正しなくても炭化水素燃料に対して動作することと、燃焼前に早く閉鎖するためにエンジンの吸込み弁の運転のタイミングを修正する工程とを含む方法。
【請求項４６】
内燃機関および発電機の少なくとも一方で使用するときに、タービンを動かして電気エネルギーを生成する機械的エネルギーを生成する、水蒸気の排気運動エネルギーの作用を利用して電気エネルギーを生成する工程をさらに含む請求項１−８，１７，４４および４５のいずれか一項に使用される方法。
【請求項４７】
任意の数の、実施例および図面の少なくとも一方を参照して本明細書で説明されたのと実質的に同じ、請求項１から４６に記載のいずれか一項に記載のすべての方法、すべてのプロセス、またはすべての装置の少なくとも一つ。
【国際調査報告】
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