(57)【要約】【課題】水素と酸素との混合ガスを効率良く大量に長時間発生させる。【解決手段】電解液を充填した電解槽１０内に正極電極１２及び負極電極１３を浸漬し、両電極１２，１３間に直流交番電圧を印加する。両電極１２，１３間には複数の中間電極１４が配置される。前記電解槽１０は密閉蓋１８により密閉され、電気分解により発生した水素と酸素との混合ガスが密閉蓋１８に設けられた排出口１９から取り出される。【選択図】図１
2008013821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を充填した電解槽と、
前記電解槽内の電解液中に浸漬された正極電極及び負極電極と、
前記両電極間に両電極に対して及び互いに絶縁して配置され、両電極間電圧をそれぞれ分圧して受ける複数の中間電極と、
前記両電極に直流交番電圧を印加する電源装置と、
前記電解槽を密閉すると共に、電気分解により発生した、水素と酸素との混合ガスを排出する排出口を有する密閉蓋と、
を含む電気分解を利用した燃焼ガス発生装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
電解槽の上下両部に接続された冷却フィンを含み、電解槽内の電解液を自然循環させる冷却装置を含む電気分解を利用した燃焼ガス発生装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
電解槽から発生した水素と酸素との混合ガスから液体分を分離する少なくとも２段直列接続された気液分離装置を含む電気分解を利用した燃焼ガス発生装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１記載の装置であって、車載されたことを特徴とする車載用燃焼ガス発生装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、
電解槽は矩形の箱形形状からなることを特徴とする車載用燃焼ガス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気分解を利用した燃焼ガス発生装置及び車載燃焼ガス発生装置、特に電気分解を利用して得られた水素と酸素の混合ガスを燃焼ガスとして発生させる改良された燃焼ガス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水を電気分解して水素と酸素の混合ガスすなわちブラウンガスを短時間に大量に発生させ、これを溶融炉あるいは燃焼炉などに用いる技術はすでに特許文献１として公知である。また、このような技術を実現したブラウンガス発生器も販売されており、例えばＢ．Ｅ．Ｓ．Ｔ．ＫＯＲＥＡ  ＣＯ．，ＬＴＤ．社製のブラウンガス発生器が知られている。（ｗｗｗ．ｂｒｏｗｎｇａｓ．ｃｏｍ）
【０００３】
また、このようなブラウンガスあるいは電気分解発生ガスに好適なガス発生装置として、特許文献２あるいは特許文献３が知られており、電解槽と正極および負極電極並びに両極電極間に配置された中間電極の構造も知られている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３１３００１４号
【特許文献２】特開２００４−１３７５２８
【特許文献３】特開昭６３−３０３０８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来提案されている電気分解ガス発生装置においては充分に満足のいく効率を得ることができないという問題があった。この結果、装置は一般的に大型化し且つ重量の大きな装置とならざるを得ず、このような大型の装置は据え置き型燃焼ガス発生装置として用いる他なかった。すなわち、従来においては、このような燃焼ガス発生装置を可搬型としたりあるいは車載して車両の動力として用いること等は望むべくもなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するために、電気分解によって発生する水素と酸素との混合ガスを効率よく連続大量に発生させる新たな機構の組み合わせを提案するものである。
【０００７】
すなわち、本発明は水の電気分解を効率良く、且つ連続的大量にガス発生を継続するためには、正負の電極間に大きな電圧を印加し、これによって電解液中を流れる電流密度を増加させることが必要であるという知見に基づく。
【０００８】
また、本発明は、水の電気分解を連続的に効率良く行うためには、電解液から電気分解によって発生する生成物質が電極の周囲に付着して、電気分解を低効率にすることを効果的に防ぐことが必要であるとの知見に立ち、電解液を効率よく循環させる構造を提案する。
【０００９】
さらに、本発明者は、水の電気分解で発生した水素と酸素の混合ガスは、発生当初はガスと液体が混ざった状態として取り出され、このままでは、良好な燃焼ガスとしては用いられないという問題を発見し、ガスと液体との分離を効果的に行うという知見を得るに至った。
【００１０】
本発明はさらに、前記分離された液体を再び電解槽へ効果的に帰還させ、長時間にわたって少ないメンテナンスにて連続運転を可能とする装置を提案することができる。
【００１１】
本発明は、上記いくつかの課題解決手段を単独にあるいは複数種類組み合わせることによって改良された大量連続的に水素と酸素との混合ガスを水の電気分解によって供給し続ける改良された燃焼ガス発生装置を提供するものである。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、電解液を充填した電解槽と、前記電解槽内の電解液中に浸漬された正極電極及び負極電極と、前記両電極間に両電極に対して及び互いに絶縁して配置され、両電極間電圧をそれぞれ分圧して受ける複数の中間電極と、前記両電極に直流交番電圧を印加する電源装置と、前記電解槽を密閉すると共に、電気分解により発生した、水素と酸素との混合ガスを排出する排出口を有する密閉蓋と、を含む電気分解を利用した燃焼ガス発生装置を特徴とする。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、電解槽の上下両部に接続された冷却フィンを含み、電解槽内の電解液を自然循環させる冷却装置を含む電気分解を利用した燃焼ガス発生装置を特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、電解槽から発生した水素と酸素との混合ガスから液体分を分離する少なくとも２段直列接続された気液分離装置を含む電気分解を利用した燃焼ガス発生装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明は、極めて効率よく水を電気分解して連続的かつ大量に水素と酸素との混合ガスを得ることができ、装置を小型軽量化することが可能となった。
【００１６】
また、装置の小型化により、本発明にかかる燃焼ガス発生装置は、車載用として用いることができ、車両の動力源として利用することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１には本発明に係る、燃焼ガス発生装置の好適な第１実施形態の概略構成が示されている。
【００１８】
電解槽１０には水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムなどの電解液１１が充填されており、この電解液１１中に正極および負極電極が浸漬されている。本実施形態において、正極電極１２は電解槽１０のほぼ中央に固定された金属製電極棒からなり、一方負極電極１３は電解槽１０自体が兼用している。
【００１９】
本発明における電極構造は、前記正極電極１２と負極電極１３との間に、複数の中間電極１４が配置され、これら複数の中間電極１４は前記両電極１２，１３に対して絶縁され、また中間電極１４自体が互いに絶縁して配置され、この結果、正極電極１２と負極電極１３との間に印加された直流電圧は各中間電極１４によってそれぞれ分圧されることとなる。
【００２０】
前記両電極１２，１３間に電気分解を行うための電圧を印加するために、両電極間には電源装置１５が接続されている。
【００２１】
本発明において、この電源装置１５は両電極１２，１３に直流交番電圧を印加する。本発明における電源装置１５がこのように単なる連続的な直流電圧でなくパルス状の直流交番電圧を各電極１２，１３に供給することにより、供給電圧を増加し、また電解液１１中を流れる電流密度を大きくすることが可能となる。
【００２２】
そして、前述した正極電極１２、負極電極１３及び中間電極１４の電極配置とこの直流交番電圧を印加する電源装置１５との組み合わせによって、本発明によれば、電解液１１を効率よく電気分解することが可能となる。
【００２３】
周知のように、水の電気分解においては、電解液から発生した生成物質が電極に付着して、電気分解が急速に減衰してしまう現象が生じる。
【００２４】
このために、従来においては、電解液１１を強制循環するために外付けのポンプを設けるなどの改良が行われていたが、このような強制循環方式では、循環のためにエネルギーを損失し、全体の効率が著しく低下するという問題があった。
【００２５】
このような問題を解消するために、本実施形態においては、前記電解槽に自然循環型の冷却装置を設置することを特徴とする。
【００２６】
図１において、冷却装置は符号１６にて示され、電解槽１０の上下両端に接続された冷却フィン１７を含み、電解槽１０内の電解液１１を冷却フィン１７内に自然循環させて電解槽１０の外部にて冷却し、これを再び電解槽１０内に戻すことによって、液温を最適に保つと共に、電解物質が電極１２あるいは１３の周囲に付着して、電気分解の機能が低下することを確実に防止することができる。
【００２７】
もちろん、本発明において、このような冷却装置１７による自然循環を行うことなく、他の強制循環を用いることも可能である。
【００２８】
直流交番電圧が電極１２，１３間に印加されると、本発明にかかる燃焼ガス発生装置はただちに水素と酸素との混合ガスを発生する。この混合ガスを大気に逃がさないように、電解槽１０には密閉蓋１８が気密状態で固定配置され、電解槽を密閉する。この密閉蓋１８には排出口１９が設けられており、電気分解により発生した混合ガスがこの排出口１９を通って外部に導かれる。
【００２９】
本発明において、混合ガスの発生は極めて迅速に行われ、電気分解による混合ガスの発生は電源投入から１分以内に開始され、このガス発生は継続し、大量の混合ガスを連続的に発生することができる。ガスの発生が急激であることから、混合ガスは電解液との泡状の混合状態で排出口１９から外部に導かれる。したがってこのままの気液混合状態では、燃焼ガスとして用いることはできないので、本発明においては、混合ガスから液体分を分離するために少なくとも２段の気液分離装置２０，２１が直列接続されている。各気液分離装置２０，２１から分離された液体は戻し路２２を介して電解槽１０に返却される。
【００３０】
したがって、本発明によれば、装置を連続的に作動させても、電解質はほとんど減少することはなく、混合ガスとして分解された水分のみを補給すれば、連続的に混合ガスの発生を継続することが可能となる。
【００３１】
図２には、図１に示した本発明の好適な第１実施形態のさらに具体化された燃焼ガス発生装置の要部が示されている。
【００３２】
電解槽１０はこの実施形態において、縦長の有底筒状の金属体からなり、負極電極１３を兼用している。電解槽１０内には実施形態において水酸化ナトリウムなどの電解液１１が充填され、この電解液１１内に正極電極１２が浸漬された状態で電解槽１０内に固定される。正極電極１２は金属円筒からなり、その上端においてフランジ２３を介して電極端子２４と一体的に結合している。
【００３３】
前記正極電極１２を電解槽１０内に固定配置するために、電解槽１０には正極電極１２の上下に上側固定板２５及び下側固定板２６を配置している。
【００３４】
図３、４には、図２に示した正極電極１２の上側固定板２５及び下側固定板２６の詳細が示され、これらの固定板２５，２６は、各電極を絶縁状態に配置するためにプラスチック、テフロン(登録商標）、セラミックなどの絶縁材から形成されている。
【００３５】
上側固定板２５の中央には、正極電極１２の電極端子２４が貫通する貫通穴２７が設けられ、また上側固定板２５の底面においては、前記正極電極１２と電極端子２４とを結合するフランジ２３を受け入れる円柱溝２８が設けられ、正極電極１２と上側固定板２５とは一体的に強固に結合される。上側固定板２５には６個の長穴２９が等間隔に半径方向に沿って設けられており、この長穴２９を通して電気分解により発生した水素と酸素の混合ガスが電解液と混ざって泡状に電解槽１０の上部に排出される。
【００３６】
一方、下側固定板２６も、電気絶縁材からなり、上面に設けられたリング状の電極支持溝３０によって、正極電極１２の下端が支持されている。
【００３７】
また、下側固定板２６の中央には透孔３１が設けられ、さらに下側固定板２６を貫通してその径方向に放射状に設けられた複数の小貫通孔３２によって電解槽１０内の電解液１１が下側固定板２６を通過して移動可能となっている。
【００３８】
図４から明らかなように、下側固定板２６の裏面には、径方向に放射状に設けられた６筋の溝３３が設けられ、電解液１１の移動を容易にすると共に、電気分解によって発生する異物あるいは混入した塵埃等をこの溝３３に溜めることができる。
【００３９】
このような下側固定板２６は、電解槽１０の内部において、その底部に配置された円盤状の簀の子３４の上に置かれ、この状態で、前記溝３３はその一部が下側固定板２６の側方に延び、開口部３５を形成し後述する冷却装置への導路を形成している。
【００４０】
本実施形態において、負極電極１３は電解槽１０自体が受け持ち、前記正極電極１２との間に直流交番電圧が印加される。
【００４１】
この時の印加電圧は６〜２００ボルトの間で任意に選択され、この時の電解液１１を流れる電流は１０〜４００アンペアに達している。
【００４２】
また、本発明において印加電圧の交番周波数は１０Ｈｚ〜４０ｋＨｚに設定されている。
【００４３】
従って、本発明によれば、正極及び負極電極１２，１３間には高電圧、高電流をかけることができ、極めて効率の良い電気分解を継続的に行うことができ、この結果、ガス発生装置として小型化および軽量化を図ることが可能となる。
【００４４】
前述した高電圧、高電流は、単なる正極、負極電極１２，１３間に印加すると、急速な電気分解によって、電解液には局所的な激しい電気分解が発生し、電解液１１に不均一な領域が生じ、全体として電気分解効率を引き下げる要素となる。
【００４５】
本発明においては、このような不均一な分布発生を防止するために、正極電極１２と負極電極１３すなわち電解槽１０との間には複数の中間電極１４が設けられ、電気分解を電解槽１０内で均一に行わせることを可能としている。
【００４６】
図２から図４において、この中間電極は符号１４で示され、この実施形態においては複数の金属製同心円筒として形成されている。これらの複数の中間電極は、図３、４に詳細に示されるように、上側固定板２５及び下側固定板２６のそれぞれ底面及び上面に設けられた複数の中間電極支持溝４０，４１にはめ込まれ、電解槽１０内にて複数の中間電極１４が、各正極電極１２及び負極電極１３そして中間電極１４同士においても互いに絶縁した状態で電解槽１０内に配置されることとなる。
【００４７】
この中間電極１４を複数配置することによって、電解液１１は隣接する電極間で分離され、印加電圧も各分離された電極対ごとに分圧されるので、急激な電気分解が局部的に発生することを防止し、電解液１１の全域に渡って安定した電気分解作用を得ることができる。
【００４８】
以上のようにして、本発明によれば、効率の良い電気分解を行い、大量の水素と酸素との混合ガスを連続的に発生することができるが、さらに、電気分解の効率を改善するためにはガス発生装置に冷却装置を設けることが効果的である。
【００４９】
すなわち、本発明者らの実験によれば、水酸化ナトリウムを電解液として用いた場合、最も効率の良い電気分解を行うためには、電解液の温度をほぼ５０〜８０℃に設定することが好適であることが突きとめられた。
【００５０】
このために、本実施形態においては、電解槽１０の外側に自然循環による空冷の冷却装置１６が設けられている。
【００５１】
また、この自然循環型冷却装置１６によれば、電解液１１を電解槽１０内において順次移動させ、この自然循環によって、電気分解の時に生じる生成物質が各電極１２，１３に付着して、電気分解作用を低下させることを確実に防止することが可能であった。
【００５２】
この冷却装置は、基本的に２枚の平板状フィン４２，４３を電解槽１０の外周に並列的に配置し、電解槽１０との間を上端にて導路４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂにて結び、また下向を同様に導路４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂにて結合している。これらの導路と対向して、電解槽１０には開口４８，４９が設けられ電解槽１０内の電解液１１はその上部から冷却フィン４２，４３に導かれ、各フィン４２，４３から電解槽１０の下部に向かって流れ込む自然循環型の水冷冷却路を形成することができる。
【００５３】
本発明において、この冷却装置１６は必ずしも必須ではなく、冷却装置１６が無い場合にも、充分に従来に比して良好な電気分解作用を得ることができたが、この冷却装置１６を設けることによって、前述した最適な温度条件を維持し、また電解液１１の循環によって電気分解効率を低下させないという二重の効果を得ることができ、装置として有用性を著しく高めることができた。
【００５４】
前記中間電極１４は、任意の枚数配置することができるが、本実施形態においては、電解槽１０の大きさに従って、各電極間距離を１ｍｍから２０ｍｍに設定した。
【００５５】
本発明において、この電極間距離に対しては、直流交番電圧の交番周波数を比例関係に置くことが効率の良い電気分解を得るために有用であった。
【００５６】
すなわち、電極間距離が増加するに伴い、交番周波数を増加させ、これによって、電気分解の効率を最適値に維持することが可能であった。
【００５７】
このようにして、前述したように冷却装置１６の作用によって、温度を最適値に保ち、また電気分解を阻害する化学物質を電極周辺に滞留させないという大きな利点がある。
【００５８】
以上のようにして、本発明によれば、電気分解を高電圧高電流にて行い、効率よく連続的な大量ガス発生を可能とするが、発生したガスは電解槽から液と混合した泡状になって排出され、このまま液を含んだ状態では燃焼ガスとして用いることができない。本発明においては、このような気液混合ガスを、外部からの動力を与えることなく静的に気液分離することにより、効率よく燃焼ガスを取り出すことができた。
【００５９】
このために、本発明においては、電解槽１０から発生した水素と酸素との混合ガスから液体分から分離する少なくとも２段直列接続された気液分離装置を設けている。
【００６０】
本実施形態において、第１段の気液分離装置は、電解槽１０の上部に配置されている。この第１気液分離装置は電解槽１０にて泡状に発生した混合ガスと電解液とを分離するものであり、図６に示される有底円筒状のプラスチック製分離室４９を有する。この分離室４９は中央に通孔５０を有し、この通孔５０内を前述した正極電極１２の電極端子２４が通り抜ける。
【００６１】
分離室４９は内部が６室に分けられ、各室間には隔壁５１が設けられている。各隔壁５１にはそれぞれ複数の開口５２が設けられ、また分離室４９の底には図６で示されるように各室毎に開口５３が設けられている。
【００６２】
そして、分離室４９の上面には絶縁材の板からなる分離蓋５４が分離室４９を封止し、この分離蓋５４に設けられた開口５５から多くの液体成分が除去された混合ガスが取り出される。
【００６３】
図２から明らかなように、この分離蓋５４の上部には、電解槽１０を封止する密閉蓋１８が固定され、前記開口５５と一致した位置に設けられた排出口１９より、電解槽１０外へ混合ガスが取り出されることとなる。
【００６４】
図６の矢印は、第１気液分離室４９に導かれた気液混合体が各隔壁５１の開口５２を通って排出口１９から取り出される経路を示し、各室を通過する度に、気液混合体はその方向が分散され、液体成分が分離室４９の底部から電解槽１０内に落下し、効果的に気液分離が行われることが理解される。
【００６５】
前述した正極電極１２の電極端子２４は密閉蓋１９を貫通して上方に突出し、閉止ナット５６によって密閉蓋１９に強固に固定され、また電極端子２４と密閉蓋１９との間はＯリングなどを用いた気密閉止部５７によって気密に閉止される。
【００６６】
以上述べたように、第１気液分離装置は電解槽内の上部に設けられているが、本実施形態において、多段配置された気液分離装置は更に電解槽１０の外部に複数段配置されている。
【００６７】
第７図は、このような本実施形態の全体構成が示され、電解槽１０の外部に設けられた５段の気液分離によって、最終的な排出口５８からは、直ちに燃焼に供することのできる、乾燥混合ガスを得ることが可能となる。
【００６８】
図７において、電解槽１０の外部に配置される気液分離装置は、第２気液分離装置６０、第３気液分離装置６１、第４気液分離装置６２、第５気液分離装置６３、そして第６気液分離装置５９からなり、混合ガスは電解槽１０からこの順番を経て最終的な排出口５８に導かれる。
【００６９】
図８には、本実施形態における第２気液分離装置６０の好適な実施例が示されている。
【００７０】
電解槽１０の密閉蓋１８の上には、排出口１９にあわせて第２気液分離室６４が固定されている。この分離室６４はほぼ円筒形状からなり、その上部には複数のじゃま板６５が配置され、その上部の側壁に導管６６が設けられている。
【００７１】
図９は、第２気液分離室６４内に設けられているじゃま板６５の概略図が示され、各じゃま板６５はその外周が第２気液分離室６４の内壁に固定されているが、その一部６５ａが下方に折り曲げられ、第２気液分離室６４との間に隙間６７が設けられ、この隙間から混合ガスが順次導管６６に向かって上昇する。前述したように、混合ガスの温度は約６５℃前後で電解槽１０から排出されるが、第２気液分離室６４はほぼ常温に保たれており、この結果高湿度の混合ガスは前記じゃま板６５により冷やされ、液分が混合ガスから分離される。
【００７２】
また、この第２気液分離装置６０は、分離室６４の上に防爆機構が併設されていることを特徴とする。この防爆機構は図１０に詳細に示され、第２気液分離室６４の上部に固定された外リング６８とこの外リングにねじ結合する内リング６９とからなる。そして、両リング６８，６９の間にＯリング７０を介して金属薄板７１が挟み込まれている。したがって、この防爆機構によれば、通常は金属薄板７１が第２気液分離室６４を機密に封止しているが、この金属薄板７１の両面のいずれかの方向から圧力が加わった場合には、所定の圧力以上で金属薄板が外れ或いは破られ、第２気液分離室６４内の圧力を外部に逃がすことができる。水素と酸素との混合ガスの場合、水素の爆発と、水素と酸素とが反応して水に戻るいわゆる爆縮の両現象が生じ、爆発の場合には金属薄板７１は外側に破れ、また爆縮の場合には逆に内側に破れて圧力の均等化を図る。いずれの場合においても、第２気液分離室６４において爆発或いは爆縮を効果的に吸収することができる。尚、金属薄板７１に僅かな傷を付けておくことで破れを生じ易くすることもできる。
【００７３】
図８において、第２気液分離室６４の下方側壁には注水管７２の一端が固定され、またその他端には注水蓋７３が設けられている。本発明において、多段気液分離装置はいずれも分離された液を電解槽１０へ戻す働きを行い、このために、ガス発生装置を長時間稼働させて電気分解による混合ガスを多量に発生させても電解質は外部に漏洩することがない。このために、本発明によれば、外部からの補充は水のみでよく、図８に示した注水管７２によって必要な水の補給が行われる。
【００７４】
図１１は、第３気液分離装置６１を示し、分離室７４は二重円筒形状をしており、上部が閉塞されている。そして内筒７５の中には細い抽出管７６が差し込まれ、この抽出管７６の一端が内筒７５の上部で開放している。そして、分離室７４の外筒７７の下端はロウト状に細い管となり、この細管７７ａが図７に示されるように冷却フィンを通って電解槽１０に接続されている。一方、外筒７７の上部には、前記導管６６の先端が絞り７８を介して開放し、混合ガスがこの絞りから外筒７７の内部に噴出し、この混合ガスが内筒７５を通って抽出管７６に達するまでの行程において液が混合ガスから更に分離され、電解槽１０へ戻される。
【００７５】
第４気液分離装置６２は、混合ガスを除湿する装置であり、図１２に示すように、抽出管７６の先端にらせん状の除湿管８０が接続されている。この除湿管８０の上方には冷却ファン８２が設けられており、混合ガスは除湿管８０の中で除湿され、このとき発生した液分は混合ガス通過路に設けられたドレンパイプから電解槽１０に戻される。
【００７６】
図１３には、第４気液分離装置６２の他の実施例が示されており、この実施例は、除湿管８０が図１２の実施例と異なり、矩形状に近接して折り曲げられた形状からなる。図１２の円形状の除湿管８０と同様に、図１３の除湿管８０に対しても冷却用のファンによって冷風が与えられ、所望の除湿作用が行われる。
【００７７】
図１４には本発明の実施例における第５気液分離装置６３が示され、その構造は第３気液分離装置と類似し、外筒８１、内筒８２からなる二重円筒と抽出管８３を含み、除湿した液体は細管８１ａから電解槽１０に戻される。
【００７８】
第５気液分離装置６３が第３気液分離装置６１と異なる点は、除湿管８０の先端が外筒８１から筒内に挿入され、この除湿管８０の先端に設けられた横孔８０ａから混合ガスが外筒８１の内面に沿って若干下向きに向け噴出されることであり、この結果、混合ガスは外筒８１内を図示の様にらせん状に下降しながら移動し、更に内筒８２を通って抽出管８３に導かれる。したがって、この構造により、乾燥度の高い混合ガスを得ることができる。
【００７９】
図１５は、第６気液分離装置５９を示し、その構造は第２気液分離装置と類似するが、ガス入路が分離室８２の上部に設けられ、混合ガスが下部から排出されることが第２気液分離装置と異なり、図１５において入管が８３で出管が８４で示されている。このような入出路位置の相違によって、第６気液分離装置５９ではじゃま板８５の折り曲げ部８６は上方に向かっている。第２気液分離装置と同様に第６気液分離装置においてもこの気液分離室８５の上方には防爆機構８７が設けられている。第６気液分離装置から排出された液分も冷却フィンを介して電解槽１０に戻される。
【００８０】
以上のようにして、多段気液分離装置を用いることによって、排出された混合ガスは著しく高い乾燥度に保たれ、これをそのまま燃焼ガスとして直ちに利用することが可能となる。
【００８１】
図１６、１７、１８には、本発明にかかる燃焼ガス発生装置を車載するために好適な形態とした実施形態が示され、基本的に矩形の箱形形状に構成されている。
【００８２】
この第２実施形態においても、原理的には第１実施形態と全く同様であるが、形状を矩形の箱形としたことにより、例えば車載のバッテリなどの代わりにエンジンルームに置くこともでき、第１実施形態のような円柱形状より車載時のスペースユーティリティが高いという利点がある。
【００８３】
電解槽１００は負極を兼ね、正極電極１０１との間には電源装置１１６から直流交番電圧が印加されている。また電解槽１００内には矩形の中間電極１０２が複数枚配置されている。
【００８４】
電解槽１００の両側方には、それぞれ複数の冷却フィン１０５，１０６が設けられ、これによって電解液の温度を５０〜８０℃の最適状態に保ち、また電解液を自然循環することによって電気分解による生成物質が電極周囲に滞留して電気分解の作用を阻害することを防止している。
【００８５】
また、電解槽１００の底部からは配水管１０７によって必要な場合に排水を行い、このときに電解槽１００の底部に溜まったゴミを除去することができる。電解槽１００の上部には第１気液分離装置１０８が載置される。この第１気液分離装置１０８も隔壁１０９によって複数の小部屋に分けられ、電気分解により発生した泡状の混合ガスが各部屋を通り抜ける時に気液分離を行い、混合ガスを排出する。
【００８６】
第１気液分離装置は分離室１１０と分離蓋１１１を含むが、この分離蓋１１１の上には更に電解槽１００を機密に封止する密閉蓋１１２が設けられ、この密閉蓋に第２気液分離装置１１３が固定されている。この第２気液分離装置１１３の上部には防爆装置１１４が設けられ、またその下部には注水管１１５が接続されている。
【００８７】
第２実施形態においては、２段の気液分離装置しか示されていないが、第１実施形態と同様に更に多段の気液分離装置を接続することも可能である。
【００８８】
以上説明したように、本発明によれば、高電圧高電流で電気分解を行い、大量の水素と酸素との混合ガスを多量に連続的に発生することができる。このため、装置を小型軽量と
し車載或いは移動型燃焼ガス発生装置として用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明に係る燃焼ガス発生装置の好適な第１実施形態を示す概略構成図。
【図２】図１における燃焼ガス発生装置の要部を示す断面図。
【図３】図２における中間電極１４の支持構造を示す要部斜視図。
【図４】図３と同様に、図２における中間電極１４の支持構造を示す要部斜視図。
【図５】第１実施形態における電解槽と冷却装置との関係を示す平面図。
【図６】第１実施形態における第１気液分離装置の詳細を示す平面図。
【図７】第１実施形態における、電解槽外部に設けられた多段気液分離装置を示す概略説明図。
【図８】第１実施形態における第２気液分離装置を示す要部断面図。
【図９】図８における気液分離室の内部を示す平面図。
【図１０】第１実施形態における第２気液分離装置の上部に設けられた防爆装置を示す要部断面図。
【図１１】第１実施形態における第３気液分離装置を示す概略説明図。
【図１２】第１実施形態における第４気液分離装置の除湿管を示す平面図。
【図１３】第１実施形態における第４気液分離装置の他の除湿管を示す平面図。
【図１４】第１実施形態における第５気液分離装置の概略構成を示す説明図。
【図１５】第１実施形態における第６気液分離装置を示す概略断面図。
【図１６】本発明に係る車載用燃焼ガス発生装置の好適な実施形態を示す概略構成図。
【図１７】図１６の第２実施形態の電解槽を示す要部斜視図。
【図１８】図１７における電解槽の内部構造を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００９０】
１０  電解槽、１１  電解液、１２  正極電極、１３  負極電極、１４  中間電極、１５  電源装置、１６  自然循環型冷却装置、１８  密閉蓋、１９  排出口、２５  上側固定板、２６  下側固定板、４９  気液分離室、５９  第６気液分離装置、６０  第２気液分離装置、６１  第３気液分離装置、６２  第４気液分離装置、６３  第５気液分離装置、１００  電解槽、１０２  中間電極、１０５，１０６  冷却フィン、１０８  気液分離装置、１１２  密閉蓋、１１３  気液分離装置、１１４  防爆装置、１１６  電源装置
【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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【図１８】
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