(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水タンクと、前記給水タンクから供給されてくる水のクラスターを分解するためのインパルス状の交番磁界を発生するコイルを有する水クラスター分解手段と、前記コイルにインパルス状の交番磁界を発生させるために低電圧かつ低周波数で低電流のインパルス状の交番電流を供給する第１インパルス電流発生手段と、前記水クラスター分解手段でクラスター分解された水を水素ガスと酸素ガスに電気分解する複数の電極板を有する電解手段と、前記クラスター分解された水を電気分解するために低電圧かつ低周波数で低電流のインパルス状の交番電流を前記電解手段の電極板に供給する第２インパルス電流発生手段とを備えることを特徴とする燃料ガス生成装置。
【請求項２】
前記水クラスター分解手段は、前記給水タンクから供給される水を複数に分岐して流す所定長さの複数の水流通管を有し、前記各水流通管の水吐出側は集合されて前記電解手段に連通され、前記各水流通管の外周にはインパルス状の交番磁界を発生するコイルがそれぞれ巻装されていることを特徴とする請求項１記載の燃料ガス生成装置。
【請求項３】
前記給水タンクと前記各水流通管の水流入端との間は給水管により接続され、前記給水管の途中に前記給水タンクから前記各水流通管に水を供給するとともに水の供給量を調整するポンプが設けられていることを特徴とする請求項２記載の燃料ガス生成装置。
【請求項４】
前記電解手段で発生した水素ガスと酸素ガスを混合するともに該混合ガスに外部から導入される所定量の空気を混合して燃料ガスを生成する燃料ガス混合手段を備えることを特徴とする請求項１記載の燃料ガス生成装置。
【請求項５】
前記電解手段で発生した水素ガスと酸素ガスを混合するともに該混合ガスに外部から導入される所定量の空気を混合して燃料ガスを生成する燃料ガス混合手段と、前記電解手段で発生した水素ガス及び酸素ガス中の水分を分離し、水素ガス及び酸素ガスのみを前記燃料ガス混合手段に供給する気液分離手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の燃料ガス生成装置。
【請求項６】
前記電解手段の電極板へのスケールの付着を抑止するための液体を供給する液体供給タンクと、前記液体供給タンクから供給されてくる液体のクラスターを分解して液体分子を活性化するためのインパルス状の交番磁界を発生するコイルを有する液体クラスター分解手段と、前記水クラスター分解手段から流出される水と前記液体クラスター分解手段から流出される液体とを所定の割合で混合して前記電解手段に供給する液体混合手段とを備え、前記液体クラスター分解手段のコイルには前記第１インパルス電流発生手段もしくは該第１インパルス電流発生手段と別構成のインパルス電流発生手段から低電圧かつ低周波数で低電流のインパルス状の交番電流が供給されるように構成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の燃料ガス生成装置。
【請求項７】
前記液体供給タンクと前記液体クラスター分解手段との間は給液管により接続され、前記給液管の途中に前記液体供給タンクから前記液体クラスター分解手段に液体を供給するとともに該液体の供給量を調整するポンプが設けられていることを特徴とする請求項６記載の燃料ガス生成装置。
【請求項８】
前記第１インパルス電流発生手段から発生するインパルス状の交番電流の電流値は１．４ｍＡ〜２．８ｍＡ、その電圧値は０．５Ｖ〜２．８Ｖ、その周波数は５０Ｈｚ〜１１０Ｈｚであることを特徴とする請求項１記載の燃料ガス生成装置。
【請求項９】
前記第２インパルス電流発生手段から発生するインパルス状の交番電流の電流値は１．４ｍＡ〜２．８ｍＡ、その電圧値は０．５Ｖ〜２．８Ｖ、その周波数は５０Ｈｚ〜１１０Ｈｚであることを特徴とする請求項１記載の燃料ガス生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を電気分解することにより発生する水素ガス及び酸素ガスをもとにして、高温で大熱容量の燃料ガスを効率よく大量に生成できる燃料ガス生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水の電気分解により発生される水素と酸素の混合ガス、すなわちブラウンガスは、これに含まれる酸素により完全燃焼して水蒸気に還元され、しかも空気に同化するため、引火しても爆発を引き起こすことがなく、理想的な無公害燃料として２１世紀の代替エネルギーとして脚光を浴びようになってきている。
従来、このようなブラウンガスを生成するブラウンガス生成装置は、電解液を電気分解してブラウンガスを発生させるための複数の電極板を有する電解手段と、電解手段に供給する電解液を貯留するとともに電解手段で発生したブラウンガスを回収する電解液タンクと、電解液及びブラウンガスを冷却する冷却装置と、電解手段の各電極板に直流電圧を供給する電源部等から構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１２９４８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来のブラウンガス生成装置において、その電解手段の(＋)電極板と(−)電極板との間に印加され直流電圧が、例えば２.１Ｖの場合、その電極板に供給される直流電流は２６.８Ａとなる。このような条件下で生成される１時間当りのブラウンガスの量は、１６.８リットル程度である。また、このようなブラウンガス生成装置におけるブラウンガスの発生量は、電極板の数とその大きさ及びこれに供給される電圧及び電流の値によって変化する。
【０００４】
しかし乍ら従来の電解手段では、その電解液の電気分解に供される電流は直流であると共に、１６.８リットル／時程度のブラウンガス量を発生させる場合の電流値も２６.８Ａと非常に大きな値の電流が必要になる。このため、発電用ボイラーや暖房用ボイラーなどを稼動するのに十分な燃料ガスを得るために単位時間当り４００リットル乃至それ以上のブラウンガスを発生させようとすると、電解液の電気分解に供される電流値は１２０Ａ乃至それ以上となってしまう。その結果、ブラウンガス生成装置の電力消費量が増大し、燃料ガスの生成コストが大幅に上昇するという問題がある。
また、従来の電解手段では、２６.８Ａまたはそれ以上の大きな直流電流を(＋)電極板と(−)電極板との間に常時流す方式であるため、これら電極板から発生する熱が非常に大きく、これによって電解液及びブラウンガスが過熱されてしまう。このため、従来のブラウンガス生成装置においては、電解液及びブラウンガスを冷却するための冷却装置が必要になり、装置の大型化を招来させるほか、設備費及び維持管理費が上昇するという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、水の電気分解により発生する水素ガス及び酸素ガスを主成分とする燃料ガスを低消費電力で大量に、かつ低コストで生成できるようにした燃料ガスの生成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明の燃料ガス生成装置は、給水タンクと、前記給水タンクから供給されてくる水のクラスターを分解するためのインパルス状の交番磁界を発生するコイルを有する水クラスター分解手段と、前記コイルにインパルス状の交番磁界を発生させるために低電圧かつ低周波数で低電流のインパルス状の交番電流を供給する第１インパルス電流発生手段と、前記水クラスター分解手段でクラスター分解された水を水素ガスと酸素ガスに電気分解する複数の電極板を有する電解手段と、前記クラスター分解された水を電気分解するために低電圧かつ低周波数で低電流のインパルス状の交番電流を前記電解手段の電極板に供給する第２インパルス電流発生手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の燃料ガス生成装置において、前記水クラスター分解手段は、前記給水タンクから供給される水を複数に分岐して流す所定長さの複数の水流通管を有し、前記各水流通管の水吐出側は集合されて前記電解手段に連通され、前記各水流通管の外周にはインパルス状の交番磁界を発生するコイルがそれぞれ巻装されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２記載の燃料ガス生成装置において、前記給水タンクと前記各水流通管の水流入端との間は給水管により接続され、前記給水管の途中に前記給水タンクから前記各水流通管に水を供給するとともに水の供給量を調整するポンプが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１記載の燃料ガス生成装置において、前記電解手段で発生した水素ガスと酸素ガスを混合するともに該混合ガスに外部から導入される所定量の空気を混合して燃料ガスを生成する燃料ガス混合手段を備えることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１記載の燃料ガス生成装置において、前記電解手段で発生した水素ガスと酸素ガスを混合するともに該混合ガスに外部から導入される所定量の空気を混合して燃料ガスを生成する燃料ガス混合手段と、前記電解手段で発生した水素ガス及び酸素ガス中の水分を分離し、水素ガス及び酸素ガスのみを前記燃料ガス混合手段に供給する気液分離手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の燃料ガス生成装置において、前記電解手段の電極板へのスケールの付着を抑止するための液体を供給する液体供給タンクと、前記液体供給タンクから供給されてくる液体のクラスターを分解して液体分子を活性化するためのインパルス状の交番磁界を発生するコイルを有する液体クラスター分解手段と、前記水クラスター分解手段から流出される水と前記液体クラスター分解手段から流出される液体とを所定の割合で混合して前記電解手段に供給する液体混合手段とを備え、前記液体クラスター分解手段のコイルには前記第１インパルス電流発生手段もしくは該第１インパルス電流発生手段と別構成のインパルス電流発生手段から低電圧かつ低周波数で低電流のインパルス状の交番電流が供給されるように構成したことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項６記載の燃料ガス生成装置において、前記液体供給タンクと前記液体クラスター分解手段との間は給液管により接続され、前記給液管の途中に前記液体供給タンクから前記液体クラスター分解手段に液体を供給するとともに該液体の供給量を調整するポンプが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項８の発明は、請求項１記載の燃料ガス生成装置において、前記第１インパルス電流発生手段から発生するインパルス状の交番電流の電流値は１.４ｍＡ〜２.８ｍＡ、その電圧値は０.５Ｖ〜２.８Ｖ、その周波数は５０Ｈｚ〜１１０Ｈｚであることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１記載の燃料ガス生成装置において、前記第２インパルス電流発生手段から発生するインパルス状の交番電流の電流値は１.４ｍＡ〜２.８ｍＡ、その電圧値は０.５Ｖ〜２.８Ｖ、その周波数は５０Ｈｚ〜１１０Ｈｚであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の燃料ガス生成装置では、水クラスター分解手段において、そのコイルに第１インパルス電流発生手段から発生するインパルス状の交番電流が供給され、これにより、コイルから発生するインパルス状の交番磁界が水クラスター分解手段の水流通管内を流動する水に作用すると、この水のクラスターは分解され、水分子個々の活性度がアップされた、すなわち水分子のブラウン運動が活発化された水に変質される。そして、電解手段の電極板に第２インパルス電流発生手段から発生するインパルス状の交番電流が供給されると、クラスター分解された水は電解手段内において水素ガスと酸素ガスとに効率よく電気分解される。
したがって、本発明によれば、水の電気分解により水素ガス及び酸素ガスを発生させるための電流は、周波数が５０Ｈｚ〜１１０Ｈｚのインパルス状交番電流であり、しかも、その電流値は１.４ｍＡ〜２.８ｍＡ程度で済むとともに、その電圧値も０.５Ｖ〜２.８Ｖ程度で済むため、水素ガス及び酸素ガスの生成に要する消費電力を大幅に削減することができる。
また、本発明によれば、原料となる水のクラスターを水クラスター分解手段で分解して水分子のブラウン運動が活発化された水質に変化させ、この水を電解手段で電気分解するようにしたので、電解手段での電気分解による水素ガス及び酸素ガスの発生量を大幅に増大できるともに、水素ガス及び酸素ガスの生成コストを低減することができる。
【００１２】
また、本発明によれば、給水タンクから供給される水を複数の水流通管により分岐し、この各水流通管内を流動する水を、それぞれの水流通管の外周に巻装したコイルのインパルス状交番磁界によってクラスターの分解を行うようにしたので、水クラスター分解手段での水のクラスターの分解能力を増大することができる。
また、本発明によれば、燃料ガス混合手段により電解手段から発生した水素ガスと酸素ガスを混合し、かつ、この混合ガスに外部から導入される空気を混合して燃料ガスを生成するようにしたので、この燃料ガスの燃焼温度をこれら水素ガスと酸素ガス及び空気との混合比を変えることで調整することが可能になる。
【００１３】
また、本発明によれば、気液分離手段により電解手段からの水素ガス及び酸素ガス中に含まれる水分を除去することができる。
また、本発明によれば、液体供給タンクから供給される、電極板へのスケールの付着を抑止するための液体を液体クラスター分解手段でクラスター分解し、このクラスター分解された液体と水クラスター分解手段でクラスター分解された水とを所定の割合で液体混合手段により混合して電解手段に供給するようにしたので、電解手段の電極板などへのスケールの付着を抑止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】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態１における燃料ガス生成装置の全体の構成図、図２は本実施の形態１における水クラスター分解手段の一部を拡大して示す説明図、図３は本実施の形態１における電解手段の電極板の説明図、図４は本実施の形態１におけるインパルス電流発生回路から発生するインパルス状交番電流の一例を示す波形図である。
【００１５】
燃料ガス生成装置１０は、図１に示すように、給水タンク１１、水クラスター分解手段１２、第１インパルス電流発生手段１３、液体供給タンク１４、液体クラスター分解手段１５、液体混合手段１６、電解手段１７、第２インパルス電流発生手段１８、気液分離手段１９、燃料ガス混合手段２０等を備える。
【００１６】
前記給水タンク１１は、燃料ガスの主原料となるから地下水や水道水などの水２１を貯溜するもので、図１に示すように、給水タンク１１には水源から水２１が自動的に供給できるように構成され、かつ給水タンク１１内の上部は大気に開放されている。また、給水タンク１１は給水管１１１により水クラスター分解手段１２に接続されている。
なお、水２１に水道水を使用する場合は、これに含まれている塩素を除去されていることが好ましい。これは水クラスター分解手段１２においてインパルス状の交番磁界により水のクラスターを分解する時に悪影響を及ぼすからである。
【００１７】
前記水クラスター分解手段１２は、給水タンク１１から供給される水２１のクラスター（水素結合された水分子の有限個の集団）を個々の水分子に分解するものである。
この水クラスター分解手段１２は、図１及び図２に示すように、給水タンク１１から給水管１１１を通して供給される水を複数に分岐して流す所定長さの複数の合成樹脂製（例えばナイロン）水流通管１２１を有し、この各水流通管１２１の水流入側は集合管１２３に連結され、さらに、各水流通管１２１の水吐出側は集合管１２４に連結されている。また、各水流通管１２１の外周には絶縁材１２５を介してインパルス状の交番磁界を発生するコイル１２２がそれぞれ巻装されている。
また、水流通管１２１の水流入側集合管１２３は給水管１１１に接続されており、給水管１１１の途中には開閉弁２２を介してポンプ２３が設けられている。このポンプ２３は給水タンク１１から各水流通管１２１に水を供給するとともに水の供給量を調整するものである。
【００１８】
第１インパルス電流発生手段１３は、図４に示すような波形のインパルス状の交番電流を発生するもので、このインパルス状交番電流は前記各水流通管１２１のコイル１２２に供給され、コイル１２２に図４に示す波形に類似したインパルス状の交番磁界を発生できるようになっている。また、コイル１２２に供給されるインパルス状交番電流は、低電流かつ低電圧で低周波数である。例えば、この実施の形態１に適用されるインパルス状交番電流の電流値は１.４ｍＡ〜２.８ｍＡ、その電圧値は０.５Ｖ〜２.８Ｖ、その周波数は５０Ｈｚ〜１３０Ｈｚである。これら電流値、電圧値及び周波数は、電気分解される水質に応じて上述する範囲内で設定されるものであり、真水に近い水質になる水ほど、これら電流値、電圧値及び周波数の値は高くなる。
【００１９】
前記液体供給タンク１４は、主に電解手段１７の電極板へのスケールの付着を抑止するための液体、例えばヘキサンを貯溜するもので、図１に示すように、液体供給タンク１４内の上部は大気に開放されている。また、液体供給タンク１４は給液管１４１により液体クラスター分解手段１５に接続されている。
【００２０】
前記液体クラスター分解手段１５は、液体供給タンク１４から供給されるヘキサンのクラスター（水素結合された水分子の有限個の集団）を個々の分子に分解するものである。
この液体クラスター分解手段１５は、図１に示すように、第１インパルス電流発生手段１３の場合と同様に、液体供給タンク１４から給液管１４１を通して供給されるヘキサンを複数に分岐して流す所定長さの複数の合成樹脂製（例えばナイロン）液流通管１５１を有し、この各液流通管１５１の液流入側は集合管１５３に連結され、さらに、各液流通管１５１の液吐出側は集合管１５４に連結されている。また、各液流通管１５１の外周には絶縁材１５５を介してインパルス状の交番磁界を発生するコイル１５２がそれぞれ巻装されている。このコイル１５２には、第１インパルス電流発生手段１３から発生する図４に示すような波形のインパルス状の交番電流が供給される。
また、液流通管１５１の液流入側集合管１５３は給液管１４１に接続されており、給液管１４１の途中には開閉弁２４を介してポンプ２５が設けられている。このポンプ２５は液体供給タンク１４から各液流通管１５１にヘキサンを供給するとともにヘキサンの供給量を調整するものである。
【００２１】
前記液体混合手段１６は、水クラスター分解手段１２から流出されるクラスター分解済みの水と液体クラスター分解手段１５から流出されるクラスター分解済みのヘキサンを所定の割合、例えばクラスター分解済み水の量が１であるのに対してクラスター分解済みヘキサンの量を１／１００とする割合で混合するものであり、この液体混合手段１６は、図１に示すように、密閉されたタンク１６１と、攪拌翼１６２及び攪拌翼１６２を駆動するモータ１６３とから構成されている。
前記タンク１６１は水流通管１２１の水吐出側集合管１２４に導入管２６を介して接続され、さらに、液流通管１５１の液吐出側集合管１５４に導入管２７を介して接続されている。また、導入管２６と２７の途中には、クラスター分解済み水またはクラスター分解済みヘキサンの逆流を防止する逆止弁２８、２９がそれぞれ設けられている。
前記タンク１６１には、その内部圧力を測定する圧力計３０が設けられている。また、タンク１６１と前記逆止弁２８の水流入端との間は戻しパイプ３１により接続され、この戻しパイプ３１の途中には還流用のポンプ３２が設けられている。さらに、タンク１６１は混合液導出管３３を介して電解手段１７に連通されている。
【００２２】
前記電解手段１７は、液体混合手段１６から供給されてくるクラスター分解済み水とクラスター分解済みヘキサンとの混合液を電気分解して水素ガスと酸素ガスを発生させるものであり、電解手段１７は、図１及び図３に示すように、電解用の混合液を貯溜する密閉タンク１７１と、この密閉タンク１７１内に１.５ｍｍ〜２.０ｍｍ程度の間隔をおいて平行に、かつ鉛直に配設された複数、例えば５６枚の電極板１７２とを備え、この電極板１７２は密閉タンク１７１内の混合液中に浸漬された状態におかれる。そして、前記密閉タンク１７１内の電極板１７２は１枚おきに２つのグループに分割され、このループ分けした電極板群間に第２インパルス電流発生手段１８から発生するインパルス状の交番電流が供給されるようになっている。
【００２３】
前記第２インパルス電流発生手段１８は、図４に示すような波形のインパルス状の交番電流を発生するもので、このインパルス状交番電流は、電解手段１７のループ分けした電極板群間に供給される。また、電極板１７２に供給されるインパルス状交番電流は、低電流かつ低電圧で低周波数である。例えば、この実施の形態１に適用されるインパルス状交番電流の電流値は１.４ｍＡ〜２.８ｍＡ、その電圧値は０.５Ｖ〜２.８Ｖ、その周波数は５０Ｈｚ〜１３０Ｈｚである。これら電流値、電圧値及び周波数は、電気分解される水質に応じて上述する範囲内で設定されるものであり、真水に近い水質になる水ほど、これら電流値、電圧値及び周波数の値は高くなる。
【００２４】
前記気液分離手段１９は、電解手段１７で発生した水素ガス及び酸素ガス中の水分を分離するもので、鉛直方向に長いサイクロン１９１を有し、このサイクロン１９１の上部は導管１９３を介して燃料ガス混合手段２０に接続され、サイクロン１９１の下端は導管１９２を介して接続されている。
前記燃料ガス混合手段２０は、気液分離手段１９で水分の除去された水素ガスと酸素ガスを混合するともに、この混合ガスに外部から導入される所定量の空気を混合して燃料ガスを生成するものであり、この燃料ガス混合手段２０は混合タンク２０１を有し、この混合タンク２０１の燃料ガス吐出口２０２はガス供給管２０３を介してバーナ等の燃焼装置３５に接続されている。また、混合タンク２０１の空気導入口２０４には、燃料ガス混合手段２０への空気の量を調整するポンプ３６が設けられている。
【００２５】
次に、本実施の形態１の動作について説明する。
第１インパルス電流発生手段１３を動作させて、これから発生する低電流、低電圧かつ低周波数、例えば、電流値が２.８ｍＡ、電圧値が２.８Ｖ、周波数が１１４Ｈｚのインパルス状交番電流を水クラスター分解手段１２の各コイル１２２及び液体クラスター分解手段１５の各コイル１５２に供給し、これら各コイル１２２、１５２に図４に示す波形に類似したインパルス状の交番磁界を発生させる。さらに、開閉弁２２、２４を開いた状態でポンプ２３及び２５を駆動して、給水タンク１１から水２１を水クラスター分解手段１２の各水流通管１２１に分割して流し、また液体供給タンク１４からのヘキサンを液体クラスター分解手段１５の各液流通管１５１に分割して流す。この場合、給水タンク１１から水クラスター分解手段１２に流入される水２１と液体供給タンク１４から液体クラスター分解手段１５に流入されるヘキサンとの割合は、水の流量が１であるのに対してヘキサンの流量は１／１００である。また、これらの流量はポンプ２３、２５によって設定される。
【００２６】
各水流通管１２１中を流動する水１２のクラスターはインパルス状の交番磁界によって分解され、水分子個々の活性度がアップされた、すなわち水分子のブラウン運動が活発化された水に変質される。また、各液流通管１５１中を流動するヘキサンのクラスターはインパルス状の交番磁界によって分解され、ヘキサン分子個々の活性度がアップされた、すなわちヘキサン分子のブラウン運動が活発化されたヘキサンに変質される。
一方、水クラスター分解手段１２でクラスター分解された水は逆止弁２８及び導入管２６を通して液体混合手段１６のタンク１６１に導入され、さらに、液体クラスター分解手段１５でクラスター分解されたヘキサンは逆止弁２９及び導入管２７を通して液体混合手段１６のタンク１６１に導入される。液体混合手段１６ではクラスター分解済みの水とクラスター分解済みのヘキサンとを混合し、この混合液体は導出管３３を通して電解手段１７の密閉タンク１７１に送り込まれる。また、タンク１６１内の混合液体の圧力は圧力計３０計測される。ここで、タンク１６１内の圧力は、例えば３ｋｇ／cm２ 程度に設定され、この設定値以上になるとポンプ３２が起動され、タンク１６１内の混合液を逆止弁２８の水流入側へ戻し、タンク１６１内の圧力を設定値付近に制御する。
【００２７】
電解手段１７では、第２インパルス電流発生手段１８から発生する低電流、低電圧かつ低周波数、例えば電流値が２.８ｍＡ、電圧値が２.８Ｖ、周波数が１１４Ｈｚのインパルス状交番電流が２つにループ分けした電極板群間に供給され、これにより、クラスター分解済み水とクラスター分解済みヘキサンとの混合液４０は電気分解され、水素ガス及び酸素ガスが発生する。この時の密閉タンク１７１内の圧力は、例えば１ｋｇ／cm２ 程度に保持される。
一方、電気分解により発生した水素ガスと酸素ガスのうち、水素ガスの比重は酸素ガスの比重より小さいため、水素ガスは密閉タンク１７１の空間１７１ａの上部に集合され、密閉タンク１７１に設けた水素流出口１７３から導管１７４及び流量調整弁１７４ａを通して気液分離手段１９内に送り込まれる。また、水素ガスより比重の大きい酸素ガスは、その比重差によって空間１７１ａの下部に集合され、密閉タンク１７１に設けた酸素流出口１７５から導管１７６及び流量調整弁１７６ａを通して気液分離手段１９内に送り込まれる。
なお、電解手段１７から発生する水素ガスと酸素ガス中にはヘキサンの電気分解に伴う炭化水素ガスが含まれるが、この炭化水素ガスは水素ガス及び酸素ガスの発生量に比較して微量である。このため、後述する燃料ガス混合手段２０から送り出される燃料ガスは水素を主成分とする低次炭化水素ガス燃料として創製される。
【００２８】
気液分離手段１９では、水分を含んだ水素ガス及び酸素ガスをサイクロン１９１の上部から円周接線方向に流入することにより、サイクロン１９１中で高速の旋回流を生じさせる。そして、この時の遠心力の作用で水分を水素ガス及び酸素ガスから分離し、この水分はサイクロン１９１の下端から導管１９２を通して給水タンク１１に戻される。また、サイクロン１９１の上部から流出する水素ガスと酸素ガスは導管１９３を通して燃料ガス混合手段２０に送り込まれる。
【００２９】
燃料ガス混合手段２０では、気液分離手段１９で水分の除去された水素ガスと酸素ガスとを混合し、さらに、この混合ガスに混合タンク２０１の空気導入口２０４からポンプ３６により導入される所定量の空気を混合して燃料ガスを生成する。また、生成された燃料ガスは混合タンク２０１の燃料ガス吐出口２０２からガス供給管２０３を介してバーナ等の燃焼装置３５に供給される。
【００３０】
このような本実施の形態１に示す燃料ガス生成装置１０によれば、水クラスター分解手段１３において、その各水流通管１２１のコイル１２２に第１インパルス電流発生手段１３から発生するインパルス状の交番電流を供給し、これにより、コイル１２２から発生するインパルス状の交番磁界を各水流通管１２１内の流動水に作用させることにより、この水のクラスターを分解し、水分子個々の活性度がアップされた、すなわち水分子のブラウン運動が活発化された水に変質させ、同様にして液体クラスター分解手段１５の各液流通管１５１中を流動するヘキサンのクラスターを、第１インパルス電流発生手段１３からのインパルス状交番電流によりコイル１５２から発生するインパルス状の交番磁界によって分解し、ヘキサン分子個々の活性度がアップされた、すなわちヘキサン分子のブラウン運動が活発化されたヘキサンに変質し、このクラスター分解済みの水とクラスター分解済みのヘキサンとの混合液４０を電解手段１７において、その電極板１７２に第２インパルス電流発生手段１８から発生するインパルス状の交番電流が供給することにより、上記混合液を水素ガスと酸素ガスとに電気分解するようにしたので、水素ガス及び酸素ガスの電気分解を効率よく、かつ高能率で行うことができるとともに、水の電気分解により水素ガス及び酸素ガスを発生させるための電流は、周波数が５０Ｈｚ〜１１０Ｈｚのインパルス状交番電流であり、しかも、その電流値は１.４ｍＡ〜２.８ｍＡ程度で済むとともに、その電圧値も０.５Ｖ〜２.８Ｖ程度で済むため、水素ガス及び酸素ガスの生成に要する消費電力を大幅に削減することができる。
【００３１】
また、本実施の形態１によれば、原料となる水のクラスターを水クラスター分解手段１２で分解して水分子のブラウン運動が活発化された水質に変化させ、この水を電解手段１７で電気分解するようにしたので、電解手段１７での電気分解による水素ガス及び酸素ガスの発生量を大幅に増大できるともに、発電用ボイラーや暖房用ボイラーなどを稼動するのに十分な燃料ガスを低コストで得ることができる。因みに、本実施の形態１における電解手段１７に用いられる電極板１７２の大きさを５００ｍｍ×１５０ｍｍとし、この電極板１７２を５６枚用いて電解槽を構成した場合、５００リットル／１０分の水素ガス及び酸素ガスを生成することができた。
したがって、本実施の形態１による燃料ガス生成装置１０の単位時間当り水素ガス及び酸素ガスの発生量は、５００リットル×６＝３０００リットルとなる。
【００３２】
また、本実施の形態１によれば、給水タンク１１から供給される水を複数の水流通管１２１により分岐し、この各水流通管１２１内を流動する水を、それぞれの水流通管１２１の外周に巻装したコイル１２２のインパルス状交番磁界によってクラスターの分解を行うようにしたので、水クラスター分解手段１２での水のクラスターの分解能力を増大することができる。
また、本実施の形態１によれば、燃料ガス混合手段２０により電解手段１７から発生した水素ガスと酸素ガスを混合し、かつ、この混合ガスに外部から導入される空気を混合して燃料ガスを生成するようにしたので、この燃料ガスの燃焼温度をこれら水素ガスと酸素ガス及び空気との混合比を変えることで調整することができる。因みに、本実施の形態１の方式では、１２００℃〜３８００℃の範囲で燃焼温度を調整できることが確認された。これにより、高温で大熱量の燃料ガスを生成することができる。
【００３３】
また、本実施の形態１によれば、気液分離手段１９により電解手段１７からの水素ガス及び酸素ガス中に含まれる水分を除去することができる。
また、本実施の形態１によれば、液体供給タンク１１から供給されるヘキサンを液体クラスター分解手段１５でクラスター分解し、このクラスター分解されたヘキサンと水クラスター分解手段でクラスター分解された水とを所定の割合で液体混合手段１６により混合して電解手段１７に供給するようにしたので、電解手段１７の電極板などへのスケールの付着を抑止することができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態１では、図１に示すように、燃料ガス生成装置１０を給水タンク１１、水クラスター分解手段１２、第１インパルス電流発生手段１３、液体供給タンク１４、液体クラスター分解手段１５、液体混合手段１６、電解手段１７、第２インパルス電流発生手段１８、気液分離手段１９及び燃料ガス混合手段２０から構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、液体供給タンク１４、液体クラスター分解手段１５、液体混合手段１６、気液分離手段１９及び燃料ガス混合手段２０の構成要素を省略し、給水タンク１１、水クラスター分解手段１２、第１インパルス電流発生手段１３、電解手段１７及び第２インパルス電流発生手段１８のみから燃料ガス生成装置１０を構成することも可能である。さらにまた、本発明は、給水タンク１１、水クラスター分解手段１２、第１インパルス電流発生手段１３、電解手段１７及び第２インパルス電流発生手段１８の構成要素に液体供給タンク１４、液体クラスター分解手段１５及び液体混合手段１６を組み合わせて燃料ガス生成装置１０を構成することも可能である。
また、上記実施の形態１では、液体クラスター分解手段１５へのインパルス状交番電流を第１インパルス電流発生手段１３から供給する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、液体クラスター分解手段１５用のインパルス電流発生手段を別に設けるようにしてもよい。
また、本発明は上記実施の形態に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、具体的な構成、機能、作用効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施の形態１における燃料ガス生成装置の全体の構成図である。
【図２】本実施の形態１における水クラスター分解手段の一部を拡大して示す説明図である。
【図３】本実施の形態１における電解手段の電極板の説明図である。
【図４】本実施の形態１におけるインパルス電流発生回路から発生するインパルス状交番電流の一例を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０    給水タンク
１２    水クラスター分解手段
１３    第１インパルス電流発生手段
１４    液体供給タンク
１５    液体クラスター分解手段
１６    液体混合手段
１７    電解手段
１８    第２インパルス電流発生手段
１９    気液分離手段
２０    燃料ガス混合手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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