(57)【要約】【課題】移動性が良く、熱エネルギーの集中性が高い冷却装置つき低圧水素燃料機器を提供する。【解決手段】混合槽１は、収容空間を有し、収容空間に連通された送出管路１２と、水素送入メーン管路１３と、第一エア送入管路２１と、冷却剤送入管路３１とを有する。エア供給ソース２は、第一エア送入管路２１と第二エア送入管路２２とが設けられている。冷却剤供給ソース３は、冷却剤送入管路３１と連接している。水素供給ソース４は、制御弁１３１と連接する第一水素送入管路４１が設けてあり、更に制御弁１３１が水素送入メーン管路１３と連接している。水素発生機器５は、第二水素送入管路５１が設けてあり、第二エア送入管路２２と連接しており、更に第二水素送入管路５１が制御弁１３１と連接している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容空間を有し、前記収容空間に連通された送出管路と、水素送入メーン管路と、第一エア送入管路と、冷却剤送入管路とを有する混合槽と、
第一エア送入管路と第二エア送入管路とが設けてあり、前記第一エア送入管路を介してエアが前記収容空間に送入されるエア供給ソースと、
前記冷却剤送入管路と連接し、前記冷却剤送入管路を介して冷却剤が前記収容空間に送入される冷却剤供給ソースと、
制御弁と連接する第一水素送入管路が設けてあり、更に前記制御弁が水素送入メーン管路と連接し、前記第一水素送入管路と前記制御弁と前記水素送入メーン管路とを介して水素が前記収容空間に送入される水素供給ソースと、
第二水素送入管路が設けてあり、前記第二エア送入管路と連接しており、前記第二エア送入管路を介して前記エア供給ソースのエアが送入され、更に前記第二水素送入管路が前記制御弁と連接し、前記第二水素送入管路と前記制御弁と前記水素送入メーン管路とを介して水素が前記収容空間に送入される水素発生機器と、を備える冷却装置つき低圧水素燃料機器において、
前記制御弁は前記水素送入メーン管路を前記第一水素送入管路と前記第二水素送入管路のうちの一つと選択的に連通するためのものであり、
前記水素発生機器は、
内部が複数の微細な貫通孔が開設された仕切部により第一送入チェンバーと第二送入チェンバーと触媒を持つ反応チェンバーとに仕切られており、前記第一送入チェンバーに第一管路が連接し、前記第二送入チェンバーに第二管路が連接し、前記反応チェンバーは一端が前記第二エア送入管路と連接し、他端が前記第二水素送入管路と連接する反応槽と、
水を前記第一送入チェンバーに送入するための第一管路と連接しており、水がそれと隣接している前記第一送入チェンバーの仕切部を通過して前記反応チェンバーに滲入する水供給ソースと、
水素結合を生じる化合物を前記第二送入チェンバーに送入するための前記第二管路と連接し、水素結合を生じる化合物がそれと隣接している前記第二送入チェンバーの仕切部を通過して前記反応チェンバーに滲入する水素結合を生じる化合物供給ソースと、を有することを特徴とする冷却装置つき低圧水素燃料機器。
【請求項２】
前記水素結合を生じる化合物供給ソースにおける水素結合を生じる化合物は、液相メチルアルコールであり、前記水素供給ソースは水素ガスを貯蔵するためのものであり、前記エア供給ソースはエアポンプであり、止め部により前記収容空間が送入チェンバーと送出チェンバーとに仕切られ、前記止め部には送入チェンバーから送出チェンバーへ通過するガスをろ過するフィルタが設けてあり、前記送出管路が前記収容空間の送出チェンバーと連接しており、前記水素送入メーン管路と前記第一エア送入管路と前記冷却剤送入管路とがそれぞれ前記収容空間の送入チェンバーと連接していることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置つき低圧水素燃料機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置つき低圧水素燃料機器に係り、特に、水素とエアと冷却剤とを混合してエネルギーを発生可能な燃料機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球の天然資源、例えば、石油、ガスなどのエネルギーは、人類の大量消耗により大幅に減少しているので、天然エネルギーの利用および開発はどんどん重要になっており、例えば、太陽エネルギー、風力や潮力がどんどん利用され、しかし、上記エネルギーの発生装置は、価格が高すぎて、エネルギー変換効率が低く、且つこれらのエネルギー発生装置を設置するために充分なスペースも必要であるので、一般の工場または家庭にとって、そんなエネルギー発生装置を設置するための資金および技術はない。
【０００３】
一般の家庭は、天然ガスをガス炉に供給して燃焼することをエネルギー供給源とし、または、電子レンジや電熱炉をエネルギー供給源として、食べ物を加熱し、なお、天然ガスは工場の溶接作業にも使用可能である。
しかしながら、天然ガスの使用は次のような欠点がある。
（イ）天然ガスは毒性があり、人間が天然ガスを吸入すると、死亡する危険性があり、且つ天然ガスが高圧に圧縮されるため、爆発の危険性もある。
（ロ）天然ガスが不完全に燃焼すると、一酸化炭素が発生し、ひいては、人間が一酸化炭素を吸入すると、死亡する危険性がある。
【０００４】
だから、上記欠点を解決するために、ある業者は、水素、酸素発生装置７を開発している。前記水素および酸素発生装置７は、図５に示すように、電解槽８と、混合槽９と、前記混合槽９に連接された溶接トーチ９１とを含み、前記電解槽８の内部には水が収容してあり、電源が外部から水素および酸素発生装置７に供給され、なお、電解槽８によって発生した酸素および水素が輸送管路８１を通過して混合槽９に流入して混合され、最後に、酸素と水素の混合気体は溶接トーチ９１から流出し、前記混合気体を点火すると、燃焼の熱エネルギーを溶接に使用可能である。
しかしながら、上記装置を設置するためのスペースは広くて、水を電解するための電力は多いため、産業への利用を普及できず、且つ電力が大量消耗されるので、ランニングコストも高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主な目的は、水素とエアと冷却剤とを混合してエネルギーを発生可能であり、環境保全に優しく、安全性が高く、移動性が良く、熱エネルギーの集中性が高い冷却装置つき低圧水素燃料機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明は、収容空間を有し、前記収容空間に連通された送出管路と、水素送入メーン管路と、第一エア送入管路と、冷却剤送入管路とを有する混合槽と、第一エア送入管路と第二エア送入管路とが設けてあり、前記第一エア送入管路を介してエアが前記収容空間に送入されるエア供給ソースと、前記冷却剤送入管路と連接し、前記冷却剤送入管路を介して冷却剤が前記収容空間に送入される冷却剤供給ソースと、制御弁と連接する第一水素送入管路が設けてあり、更に、前記制御弁が水素送入メーン管路と連接し、前記第一水素送入管路と、前記制御弁と、前記水素送入メーン管路とを介して水素が前記収容空間に送入される水素供給ソースと、第二水素送入管路が設けてあり、前記第二エア送入管路と連接しており、前記第二エア送入管路を介して前記エア供給ソースのエアが送入され、更に、前記第二水素送入管路が前記制御弁と連接し、前記第二水素送入管路と前記制御弁と前記水素送入メーン管路とを介して水素が前記収容空間に送入される水素発生機器とを含む冷却装置つき低圧水素燃料機器において、前記制御弁は前記水素送入メーン管路を前記第一水素送入管路と前記第二水素送入管路のうちの一つと選択的に連通するためのものであり、前記水素発生機器は内部が複数の微細な貫通孔が開設された仕切部により第一送入チェンバーと第二送入チェンバーと触媒を持つ反応チェンバーとに仕切られており、前記第一送入チェンバーに第一管路が連接し、前記第二送入チェンバーに第二管路が連接し、前記反応チェンバーは一端が前記第二エア送入管路と連接し、他端が前記第二水素送入管路と連接する反応槽と、水を前記第一送入チェンバーに送入するための第一管路と連接しており、且つ水がそれと隣接している前記第一送入チェンバーの仕切部を通過して前記反応チェンバーに滲入する水供給ソースと、水素結合を生じる化合物を前記第二送入チェンバーに送入するための前記第二管路と連接し、水素結合を生じる化合物がそれと隣接している前記第二送入チェンバーの仕切部を通過して前記反応チェンバーに滲入する水素結合を生じる化合物供給ソースとを含むことを特徴とする冷却装置つき低圧水素燃料機器であることを要旨としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の冷却装置つき低圧水素燃料機器によれば、次のような効果がある。
（イ）本発明の冷却装置つき低圧水素燃料機器で発生した気体は、完全に燃焼可能であり、環境に優しく、毒性が無く、黒い煙および一酸化炭素が発生せず、常温常圧で運転すると、爆発の危険性が全くなく、且つ発生された気体が冷却剤を持つので、トーチなどの道具が燃焼の熱によって溶けることはない。
（ロ）装置のサイズは大きくなく、重量が軽く、アウトドアで携帯して使用可能であるので、携帯性が良い。
（ハ）予熱された場合には、約３０秒以内に火炎を発生可能であり、温度が拡散せず、作業環境は暑くならず、作業者は快適に作業することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず、図１から図３を参照する。本発明の一実施例による冷却装置つき低圧水素燃料機器は、混合槽１と、エア供給ソース２と、冷却剤供給ソース３と、水素供給ソース４と、水素発生機器５とを含む。
前記混合槽１は、収容空間１１を有し、前記収容空間１１に連通された送出管路１２と、水素送入メーン管路１３と、第一エア送入管路２１と、冷却剤送入管路３１とを有する。本実施例では、止め部１４により前記収容空間１１が送入チェンバー１５と送出チェンバー１６とに仕切られ、図２に示すように、前記止め部１４には送入チェンバー１５から送出チェンバー１６へ通過しているガスをろ過するフィルタ１７が設けてある。
【０００９】
図２に示すように、前記送出管路１２が前記収容空間１１の送出チェンバー１６と連接しており、且つ前記水素送入メーン管路１３と前記第一エア送入管路２１と前記冷却剤送入管路３１とがそれぞれ前記収容空間１１の送入チェンバー１５と連接しており、水素とエアと冷却剤とが各供給ソースから送入チェンバー１５に送入されて混合され、フィルタ１７により濾過された後、送出チェンバー１６に送入されて、送出管路１２により混合された気体を送入して使用することができ、前記混合気体が燃焼しているときに、冷却剤により燃焼温度が降下するようになり、そうすると、燃焼温度が高すぎてトーチなどの道具が溶ける可能性を低減することができる。
【００１０】
前記エア供給ソース２は、本実施例ではエアポンプであり、第一エア送入管路２１と第二エア送入管路２２とが設けてあり、前記第一エア送入管路２１を介してエアが前記収容空間１１に送入される。
前記冷却剤供給ソース３は、前記冷却剤送入管路３１と連接し、前記冷却剤送入管路３１を介して冷却剤が前記収容空間１１に送入される。
【００１１】
前記水素供給ソース４は、本実施例では水素ガスを貯蔵するためのもの（水素吸蔵合金）であり、制御弁１３１と連接する第一水素送入管路４１が設けてあり、更に、前記制御弁１３１が水素送入メーン管路１３と連接し、前記第一水素送入管路４１と前記制御弁１３１と前記水素送入メーン管路１３とを介して水素が前記収容空間１１に送入される。
前記水素発生機器５は、第二水素送入管路５１が設けてあり、前記第二エア送入管路２２と連接しており、前記第二エア送入管路２２を介して前記エア供給ソース２のエアが送入され、更に、前記第二水素送入管路５１が前記制御弁１３１と連接し、前記第二水素送入管路５１と前記制御弁１３１と前記水素送入メーン管路１３とを介して水素が前記収容空間１１に送入される。
【００１２】
前記制御弁１３１は、前記水素送入メーン管路１３を前記第一水素送入管路４１と前記第二水素送入管路５１のうちの一つと選択的に連通するためのものであり、すなわち、水素が前記第一水素送入管路４１または前記第二水素送入管路５１を経由して前記収容空間１１に送入される。
また、図３を参照する。図３は、本実施例の水素分子発生機器５の構造を示す概略図である。水素発生機器５は、反応槽５２と、水供給ソース５３と、水素結合を生じる化合物供給ソース５４とを含む。
【００１３】
前記反応槽５２は、内部が複数の微細な貫通孔が開設された仕切部５２１により第一送入チェンバー５２２と第二送入チェンバー５２３と触媒を持つ反応チェンバー５２４とに仕切られており、前記第一送入チェンバー５２２に第一管路５３１が連接し、前記第二送入チェンバー５２３に第二管路５４１が連接し、前記反応チェンバー５２４は、エアを前記反応チェンバー５２４に送入するために、一端が前記第二エア送入管路２２と連接し、他端が前記第二水素送入管路５１と連接する。
【００１４】
前記水供給ソース５３は、水を前記第一送入チェンバー５２２に送入するための第一管路５３１と連接しており、且つ水がそれと隣接している前記第一送入チェンバー５２２の仕切部５２１を通過して前記反応チェンバー５２４に滲入する。
前記水素結合を生じる化合物供給ソース５４は、水素結合を生じる化合物（本実施例では液相メチルアルコール）を前記第二送入チェンバー５２３に送入するための前記第二管路５４１と連接し、水素結合を生じる化合物がそれと隣接している前記第二送入チェンバー５２３の仕切部５２１を通過して前記反応チェンバー５２４に滲入し、これにより、水素結合を生じる化合物と水と触媒とが反応して水素分子を発生する。
【００１５】
図３に示すように、本実施例の水素発生機器５の水素ガスを発生する技術手段は、前記水供給ソース５３と前記水素結合を生じる化合物供給ソース５４とがそれぞれ第一管路５３１と第二管路５４１とを介して水と水素結合を生じる化合物（本実施例では液相メチルアルコール）とを第一送入チェンバー５２２と第二送入チェンバー５２３とに送入し、なお、水と液相メチルアルコールとがそれぞれ第一送入チェンバー５２２と第二送入チェンバー５２３とに隣接する仕切部５２１を経由して前記反応チェンバー５２４に滲入し、そうすると、前記反応チェンバー５２４内の水とメチルアルコールと触媒とが反応して水素分子を発生して、第二エア送入管路２２によりエアを前記反応チェンバー５２４に送入すると、前記水素分子が水素ガスになって、前記水素ガスが第二水素送入管路５１を経由して送出される。
また、図４を参照する。図４は、本実施例にガスストーブ６を組付けた状態を示す概略図である。ユーザーは、アウトドアで食べ物を料理することが必要になる場合には、本実施例の冷却装置つき低圧水素燃料機器を携帯して使用することができ、そうすると、使用の安全性が高く、携帯がもっと便利になり、不完全燃焼による危険が全くない。
【００１６】
次に、本実施例の使用方法を詳細に説明する。本実施例の水素発生機器５は予熱しないと水素ガスを発生できないので、本実施例の使用方法は、まず、水素供給ソース４からの水素ガスを混合槽１に供給して、一定の時間を経た後に、制御弁１３１により混合槽１に供給される水素ガスの出所が水素供給ソース４から水素発生機器５に切り替えられ、そうすると、エネルギーを節約することができ、そして、使用が便利になる。その原因は、水素供給ソース４が一定時間しか水素ガスを供給できず、なお、水素発生機器５は使用する前に一定時間で予熱することが必要であるが、低コストで水素ガスを持続して供給できるので、水素発生機器５を予熱している間に、まず、より高いコストの水素供給ソース４により水素ガスを供給し、これにより、本実施例は即時に使用可能になり、且つランニングコストも降下可能になる。
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による冷却装置つき低圧水素燃料機器を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施例による冷却装置つき低圧水素燃料機器の混合槽の構造を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施例による冷却装置つき低圧水素燃料機器の水素分子発生機器の構造を示す概略図である。
【図４】本発明の一実施例による冷却装置つき低圧水素燃料機器のガスストーブを組付けた状態を示す概略図である。
【図５】従来の水素および酸素発生装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：混合槽、２：エア供給ソース、３：冷却剤供給ソース、４：水素供給ソース、５：水素発生機器、６：ガスストーブ、７：水素および酸素発生装置、８：電解槽、９：混合槽、１１：収容空間、１２：送出管路、１３：水素送入メーン管路、１４：止め部、１５：送入チェンバー、１６：送出チェンバー、１７：フィルタ、２１：第一エア送入管路、２２：第二エア送入管路、３１：冷却剤送入管路、４１：第一水素送入管路、５１：第二水素送入管路、５２：反応槽、５３：水供給ソース、５４：水素結合を生じる化合物供給ソース、８１：輸送管路、９１：溶接トーチ、１３１：制御弁、５２１：仕切部、５２２：第一送入チェンバー、５２３：第二送入チェンバー、５２４：反応チェンバー、５３１：第一管路、５４１：第二管路
【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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