(57)【要約】【課題】水素ガスを溶剤に通過させることにより、水素ガスの燃焼温度を下げて、低い温度で加熱できる水素ガス降温装置を提供するものである。【解決手段】  筒状ケース５の上部に、水素ガス流入口６と流出口７を設けると共に、溶剤８の供給口９を設け、前記流入口６に水素ガスを筒状ケース内の底部側まで導く誘導管１１を取付けると共に、炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤８を筒状ケース５内に充填して、水素ガスを誘導管１１から前記溶剤８の中に通過させることにより水素ガスの燃焼温度を低くするようにしたものである。【選択図】  図１ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケースの上部に、水素ガス流入口と流出口を設けると共に、溶剤の供給口を設け、前記流入口に水素ガスを筒状ケース内の底部側まで導く誘導管を取付けると共に、炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤を筒状ケース内に充填して、水素ガスを誘導管から前記溶剤の中に通過させることにより水素ガスの燃焼温度を低くすることを特徴とする水素ガス降温装置。
【請求項２】
炭化水素系溶剤としてヘキサン、ガソリン、軽油を用い、アルコール系溶剤としてメチルアルコール、エチルアルコールを用いることを特徴とする請求項１記載の水素ガス降温装置。
【請求項３】
請求項１記載の水素ガス降温装置に接続され、水素ガス供給源に接続する第１の調整弁と第２の調整弁を設け、第２の調整弁は、前記水素ガス降温装置の水素ガス流入口に接続され、水素ガス降温装置の水素ガス流出口に接続されたガス供給管と、前記第１の調整弁に接続されたガス供給管と、ガストーチやガスコンロに供給するガス供給管とが３方分岐管に接続され、前記水素ガス供給源から直接、ガストーチやガスコンロに供給する水素ガスが通過する第１の調整弁と、水素ガス降温装置に供給する水素ガスが通過する第２の調整弁とを弁調整して混合比率を変え、燃焼温度を調整するようにしたことを特徴とする燃焼温度調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気分解により発生した水素ガスや、ボンベに封入した水素ガスの降温装置およびこれに接続した燃焼温度調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に貴金属加工や歯科技工の分野では、材料の溶断、焼鈍による曲げ加工、ロウ付などの作業に、アセチレンガスやＬＰＧガスが燃料として用いられ、最近は炭酸ガスの発生が少なく燃料費も安い酸素水素混合ガスが燃料として用いられている。この酸素水素ガスを発生させる装置としては、一般に電気分解装置が使用されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この水素ガスは３０００℃程度の高温度の燃焼炎が得られることから切断には良いが、焼鈍やロウ付作業には温度を低くする必要がある。従来は加熱温度を下げる場合にはガストーチのノズルを絞って、燃焼炎を細くするか、酸素の供給量を減らさなければならず、安定した温度で燃焼させることが難しく、特に広い面積を加熱するような場合に作業性が悪い問題があった。
【特許文献１】特開２００２−６６７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は水素ガスを溶剤に通過させることにより、水素ガスの燃焼温度を下げて、低い温度で加熱できる水素ガス降温装置を提供すると共に、燃焼温度を任意の温度に調整できる燃焼温度調整装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の水素ガス降温装置は、筒状ケースの上部に、水素ガス流入口と流出口を設けると共に、溶剤の供給口を設け、前記流入口に水素ガスを筒状ケース内の底部側まで導く誘導管を取付けると共に、炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤を筒状ケース内に充填して、水素ガスを誘導管から前記溶剤の中に通過させることにより水素ガスの燃焼温度を低くすることを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項２記載の水素ガス降温装置は、炭化水素系溶剤としてヘキサン、ガソリン、軽油を用い、アルコール系溶剤としてメチルアルコール、エチルアルコールを用いることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項３記載の燃焼温度調整装置によれば、請求項１記載の水素ガス降温装置に接続され、水素ガス供給源に接続する第１の調整弁と第２の調整弁を設け、第２の調整弁は、前記水素ガス降温装置の水素ガス流入口に接続され、水素ガス降温装置の水素ガス流出口に接続されたガス供給管と、前記第１の調整弁に接続されたガス供給管と、ガストーチやガスコンロに供給するガス供給管とが３方分岐管に接続され、前記水素ガス供給源から直接、ガストーチやガスコンロに供給する水素ガスが通過する第１の調整弁と、水素ガス降温装置に供給する水素ガスが通過する第２の調整弁とを弁調整して混合比率を変え、燃焼温度を調整するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る請求項１記載の水素ガス降温装置によれば、炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤を筒状ケース内に充填して、水素ガスを前記溶剤の中を通過させることにより水素ガスの燃焼温度を、溶剤の種類に応じて低くすることができるので、貴金属加工や歯科技工の分野での作業性を向上させることができる。
【０００９】
また請求項２記載の水素ガス降温装置によれば、炭化水素系溶剤としてヘキサン、ガソリン、軽油を用い、アルコール系溶剤としてメチルアルコール、エチルアルコールを用いたので、安価な溶剤により水素ガスの降温効果を得ることができる。
【００１０】
また請求項３記載の燃焼温度調整装置によれば、水素ガス降温装置に取付けて、水素ガス供給源から直接、ガストーチやガスコンロに供給する水素ガスが通過する第１の調整弁と、水素ガス降温装置に供給する水素ガスが通過する第２の調整弁とを弁調整して混合比率を変え、燃焼温度を任意の温度に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
電気分解による酸素水素混合ガスを、任意の低い温度に調整して燃焼させることができる水素ガス降温装置および燃焼温度調整装置を実現した。
【実施例１】
【００１２】
以下本発明の実施例を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図において１は水素ガス降温装置、２はこれに接続した燃焼温度調整装置、３は電気分解による酸素水素ガス発生装置、４はガストーチである。
【００１３】
水素ガス降温装置１は図２に示すように、ステンレスなどの金属で形成された角筒状ケース５の上部側面に、水素ガス流入口６が設けられ、上面に水素ガス流入口７と、溶剤８の供給口９が取付けられている。また角筒状ケース５の内部には、前記水素ガス流入口６に上部が接続され、下端が開口した誘導管１１が角筒状ケース５の側面に沿って取付けられ、水素ガスを底部側まで導くようになっている。また角筒状ケース５の側面には、図１に示すように上下でケース内と連通する水位表示管１２が設けられている。
【００１４】
また角筒状ケース５内に充填された溶剤８としては、炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤が用いられる。炭化水素系溶剤としては、例えばヘキサン、ガソリン、軽油を用い、アルコール系溶剤としてメチルアルコール、エチルアルコールなど安価な溶剤を用いると良い。特にヘキサンは、毒性が少なく処分も容易で、コストが安く、プラスチック製造の反応安定剤や、接着剤、塗料・インキ類などに混合する溶剤として広く使用され、入手も容易なことから最も利用し易い溶剤である。
【００１５】
また燃焼温度調整装置２は、本体ケース１４に第１の調整弁１５Ａと第２の調整弁１５Ｂが設けられている。この内部構造は図３に示すように、第１の調整弁１５Ａの流入側は、水素ガス供給源となる酸素水素ガス発生装置３に接続されたガス流入管１６が、３方分岐管１７を介して接続されている。またこの３方分岐管１７の他方は、第２の調整弁１５Ｂの流入側に接続されている。
【００１６】
この第２の調整弁１５Ｂの流出側は、ガス流入管１６を介して、水素ガス降温装置１に設けた水素ガス流入口６に接続されている。また第１の調整弁１５Ａの流出側には、ガストーチ４に接続するガス供給管１８が取付けられ、このガス供給管１８の途中に３方分岐管２０が設けられている。また前記水素ガス降温装置１の水素ガス流出口７と、燃焼温度調整装置２の３方分岐管２０の他方の分岐部との間はガス供給管１８で接続されている。
【００１７】
次に上記装置の動作について説明する。先ず酸素水素ガス発生装置３に、電解水を入れて通電して電気分解する。酸素水素ガス発生装置３に充填する電解液は、蒸留水と水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムの混合溶液を用いる。電気分解により水素と酸素の混合ガスが発生し、この発生した水素と酸素の混合ガスは、ガス流入管１６を通って燃焼温度調整装置２に供給される。
【００１８】
この場合、第１の調整弁１５Ａを全開し、第２の調整弁１５Ｂを全閉すると、水素と酸素の混合ガスは、全部第２の調整弁１５Ｂからガス供給管１８を通ってガストーチ４に供給され、ここで燃焼する。この場合、ガストーチ４には酸素水素ガス発生装置３で発生した水素と酸素の混合ガスが直接、供給されるので、３０００〜３２００℃程度の高温燃焼が得られる。
【００１９】
また、第１の調整弁１５Ａを全閉し、第２の調整弁１５Ｂを全開すると、酸素水素ガス発生装置３で発生した水素と酸素の混合ガスは、全部第２の調整弁１５Ｂを通って、水素ガス降温装置１の水素ガス流入口６から供給される。この流入した水素と酸素の混合ガスは誘導管１１により下方に導かれて溶剤８中に放出される。水素ガスが溶剤８中を上昇しながら接触していく過程で、化学変化を生じ、溶剤８としてヘキサンを用いた場合には、ヘキサンが褐色に変色していく。また溶剤８としてメチルアルコールを用いた場合には、次第にクリーム色に変色していく。
【００２０】
このように溶剤８と接触して化学変化した水素と、変化していない酸素との混合ガスは、ガス供給管１８を通ってガストーチ４に供給されここで燃焼する。溶剤８と接触して化学変化した水素ガスは、その燃焼温度が低くなる。例えばヘキサンと接触させた場合は９００〜９６０℃程度の低温燃焼となり、メチルアルコールと接触させた場合は２０００〜２１００℃程度の燃焼温度となる。この炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤と水素ガスとを接触させると、どのような化学変化が生じて水素ガスの燃焼温度が低下するのかその理由は不明であが、炭素数の多い溶剤ほど燃焼温度が低く降温装果が大きい。              
【００２１】
また第１の調整弁１５Ａを半開し、第２の調整弁１５Ｂも半開すると、酸素水素ガス発生装置３で発生した水素と酸素の混合ガスの半分は、ガス流入管１６、第１の調整弁１５Ａ、ガス供給管１８を通って３方分岐管２０に供給される。また残りの半分の混合ガスは、第２の調整弁１５Ｂから水素ガス降温装置１を通過して溶剤８と接触してから３方分岐管２０に供給され、ここで化学変化していない水素ガスと混合されてガストーチ４に供給される。溶剤８が例えばヘキサンの場合には、１９００〜２１００℃程度の燃焼となる。
【００２２】
従って第１の調整弁１５Ａと第２の調整弁１５Ｂの弁を任意に調整することにより、化学変化していない水素と、化学変化した水素との混合比率を変えて燃焼温度を任意に調整することができる。例えがヘキサンと接触させた場合は９００〜３３００℃の範囲で、またメチルアルコールと接触させた場合は２０００〜３３００℃の範囲で任意に燃焼温度を調整することができる。
【００２３】
なお上記説明では、水素ガス供給源として水素と酸素の混合ガスを発生する酸素水素ガス発生装置３を用いた場合について示したが、電気分解により発生した水素ガスだけを捕集する水素ガス発生装置や、水素ボンベを用いても良い。この場合、ガストーチ４には別個に酸素供給機構を設けると良い。
【００２４】
また上記説明では水素ガス降温装置１を１台用いた場合について説明したが２台以上併設して連結することにより、更に低温度まで燃焼温度の幅を調整することができる。またガス流入管１６やガス供給管１８に逆流防止弁を設けても良い。また上記説明では水素ガス降温装置１に燃焼温度調整装置２を接続した場合について説明したが、広い範囲で温度調整しない時には、水素ガス降温装置１だけを用いても良い。
【実施例２】
【００２５】
水素ガス供給源として電気分解による酸素水素ガス発生装置３を用い、水素ガス降温装置１には溶剤８としてメチルアルコール、エチルアルコール、ガソリン、軽油、ヘキサンをそれぞれ用いて、２リットル注入した。また水素ガス降温装置１に接続した燃焼温度調整装置２は、第１の調整弁１５Ａを全開し、第２の調整弁１５Ｂを全閉とした。すなわち燃焼温度調整装置２を用いず、水素ガス降温装置１を単独で使用した場合と同じ条件で燃焼温度を測定した。その結果は表１に示す通りである。なお比較のために、溶剤８の変わりに水を注入した実験も行なった。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
上記の結果から、溶剤８としてメチルアルコールを用いた場合は、２１４０℃に降温し、またヘキサンを用いた場合には９６０℃の低い温度まで降温させることができた。また水と接触させても、燃焼温度の降下は全く認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
なお上記説明ではガストーチ４により金属加工する場合について示したが、調理用のガスコンロの燃料としても使用することができる。調理用のガスコンロでは９００〜１５００℃程度の範囲で燃焼させるが、本発明により任意の燃焼温度に降温することができる。また床暖房や農業用ハウスの暖房、融雪装置などの熱源としても利用でき、更にゴミ焼却のバーナー燃料としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例による水素ガス降温装置と燃焼温度調整装置の使用状態を示す斜視図である。
【図２】図１の水素ガス降温装置を示す断面図である。
【図３】水素ガス降温装置と燃焼温度調整装置の配管構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  水素ガス降温装置                                        
２  燃焼温度調整装置                                        
３  酸素水素ガス発生装置                                    
４  ガストーチ                                              
５  角筒状ケース                                            
６  水素ガス流入口                                          
７  水素ガス流出口                                          
８  溶剤                                                    
９  供給口                                                  
１１誘導管                                                  
１２水位表示管                                              
１４本体ケース                                              
１５Ａ第１の調整弁                            
１５Ｂ第２の調整弁  
１６  ガス流入管    
１７  ３方分岐管      
１８  ガス供給管    
２０  ３方分岐管      
【図１】
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【図２】
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【図３】
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