(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象の交流電源装置に接続される整流器と該整流器により変換された直流電流に接続された液体使用の直流負荷抵抗器とを備え、前記試験対象である交流電源の負荷試験を行うための液体使用型直流負荷装置であって、
前記液体使用の直流負荷抵抗器は、電解質水溶液を貯留する貯留槽と前記電解質水溶液内に浸される電極とを備え、
前記整流器からの直流のプラス極を前記貯留槽側に接続すると共に、前記直流のマイナス極を前記電極側に接続し、
該電極近傍の上方位置には、外気と遮蔽された空間部からなる水素収集部材を形成すると共に、該水素収集部材には、収集された気体状水素を有機ハイドライドに生成する有機ハイドライド生成部と、生成された有機ハイドライドを貯蔵する有機ハイドライド貯蔵部とが接続されてなり、
前記有機ハイドライド生成部は、
前記気体状水素と共に、熱交換器により熱されて気体状にされた芳香物炭化水素に属する有機化合物が送入され、触媒を介して前記気体状水素に前記芳香物炭化水素に属する有機化合物が添加されて気体状の有機ハイドライドを生成する生成器と、
前記生成された気体状の有機ハイドライドを冷却する、前記芳香物炭化水素に属する有機化合物を熱した熱交換器と、
必要に応じ前記冷却された有機ハイドライドをさらに冷却する熱交換器と、
前記熱交換器で冷却された有機ハイドライドを液体と気体とに分離する気液分離器と、
を有し、
前記有機ハイドライド貯蔵部は、前記気液分離器により分離された液体状有機ハイドライドを貯蔵すると共に、前記有機ハイドライド生成部より分離して運搬可能とされる貯蔵タンクを有し、
分離して運搬される前記貯蔵タンクには、該貯蔵タンク内の液体状有機ハイドライドから水素を生成する水素生成部が接続可能とされた、
ことを特徴とする液体使用型直流負荷装置。
【請求項２】
試験対象の交流電源装置に接続される整流器と該整流器により変換された直流電流に接続された液体使用の直流負荷抵抗器とを備え、前記試験対象である交流電源の負荷試験を行うための液体使用型直流負荷装置であって、
前記液体使用の直流負荷抵抗器は、電解質水溶液を貯留する貯留槽と前記電解質水溶液内に浸される電極とを備え、
前記整流器からの直流のプラス極を前記貯留槽側に接続すると共に、前記直流のマイナス極を前記電極側に接続し、
該電極近傍の上方位置には、外気と遮蔽された空間部からなる水素収集部材を形成すると共に、該水素収集部材には、収集された気体状水素を有機ハイドライドに生成する有機ハイドライド生成部と、生成された有機ハイドライドを貯蔵する有機ハイドライド貯蔵部とが接続され、かつ、前記水素から有機ハイドライドを生成する過程での残余水素を前記有機ハイドライド生成部から前記水素収集部材へ送出する循環送出部が前記有機ハイドライド生成部と前記水素収集部材間に設けられてなり、
前記有機ハイドライド生成部は、
前記気体状水素と共に、熱交換器により熱されて気体状にされた芳香物炭化水素に属する有機化合物が送入され、触媒を介して前記水素に前記芳香物炭化水素に属する有機化合物が添加されて気体状の有機ハイドライドを生成する生成器と、
前記生成された気体状の有機ハイドライドを冷却する、前記芳香物炭化水素に属する有機化合物を熱した熱交換器と、
必要に応じ前記冷却された有機ハイドライドをさらに冷却する熱交換器と、
前記熱交換器で冷却された有機ハイドライドを液体と気体とに分離する気液分離器と、を有し、
前記有機ハイドライド貯蔵部は、前記気液分離器により分離された液体状有機ハイドライドを貯蔵すると共に、前記有機ハイドライド生成部より分離して運搬可能とされる貯蔵タンクを有し、
分離して運搬される前記貯蔵タンクには、該貯蔵タンク内の液体状有機ハイドライドから水素を生成する水素生成部が接続可能とされた、
ことを特徴とする液体使用型直流負荷装置。

【請求項３】
前記芳香物炭化水素に属する有機化合物は、トルエンである、
ことを特徴とする請求項1または請求項２記載の液体使用型直流負荷装置。
【請求項４】
前記芳香物炭化水素に属する有機化合物は、ナフタレンである、
ことを特徴とする請求項1または請求項２記載の液体使用型直流負荷装置。
【請求項５】
前記生成期により生成される有機ハイドライドは、メチルシクロヘキサン（Ｃ７Ｈ１４）あるいはテカリン（Ｃ１０Ｈ１８）である、
ことを特徴とする請求項1または請求項２記載の液体使用型直流負荷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、三相交流発電機やその他の交流電源あるいは無停電電源装置（ＵＳＰ、ＣＶＣＳ）などの電気負荷試験に使用される液体使用型負荷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力を必要とする施設（建築物や構造物）、例えば特に工場、デパート、サーバコンピュータなどを収容する電算ビル、医療機関、商業ビル、水道局等においては、停電時であっても常に安定的な電力供給が要請されている
このため、一般に前述の施設においては、通常、三相交流発電機等の自家用発電機を前記構造物内に設置し、停電時などの緊急時には、この自家用発電機を緊急に稼働させて施設内に常に電力を絶やさず供給できるような措置が取られている。
そして、これにより、停電時など緊急時においても、普段と変わらないよう電力を安定的に供給できるようになっている。
【０００３】
しかしながら、前述の自家用発電機は常時運転操作されるものではなく、あくまで緊急停電時に突発的に、かつ限定的に使用する場合に限られるものである。
そして、その緊急時においては前記自家用発電機を確実にかつ迅速に稼働させて電力供給することが要求される。停電などにより電力供給がストップすると、電力により稼働してなしえた重要な仕事がストップせざるを得ないからである。
そこで、自家用発電機が緊急停電時にも、電力供給をストップさせることなく正常に運転出来るよう、日頃から前記自家用発電機につき正常に運転できる否かをチェックするため、定期的に運転試験、すなわち負荷試験を行うことが要求されているのである。
【０００４】
しかして、この自家用発電機の一番シンプルな運転試験、すなわち負荷試験を行う方法としては、自家用発電機を実際に稼働させて電力を生成し、該電力を例えば、ビル内の施設に設置され、実際に電力を使用する機器（室内の照明、クーラー等の電力消費機器）に直接生成した電力を供給して行うことが考えられる。
しかしながら、自家用発電機の運転試験、すなわち負荷試験は長時間に及ぶことも多く、また、十数回に及ぶ前記自家用発電機の電源入り切り試験並びに急激な電力の容量増大試験もあるため、施設に設置された前記室内の照明、クーラー等の電力消費機器を使用して負荷試験を行うのは全く現実的ではない。また、このような負荷試験中は仕事ができない状態ともなるのでなおさらである。
【０００５】
従って、実際には、前記自家用発電機の容量に見合った容量を有する負荷抵抗を備えた負荷試験用の抵抗装置（負荷試験装置）を使用し、定期的に自家用発電機の負荷試験を行っているのが現状である。
ところで、近年では、いわゆる無停電電源装置（ＵＳＰ、ＣＶＣＳ）についての負荷試験が急激に増加している。無停電電源装置（ＵＳＰ、ＣＶＣＳ）とは、入力電源が断になった場合も、一定時間、接続されている機器(多くはコンピュータ機器)に対して、停電することなく電力を供給し続ける電源装置をいう。
当該無停電電源装置は、主に、商用電源から電力を受ける装置、及び該電力を蓄積する装置と、前２者のいずれかから一定規格の電力（一般的には、商用電源と同様のもの）を供給する装置で構成されている。接続している商用電源が断になったときは、機器に蓄積していた電力を供給し、瞬時に電圧低下や停電が機器に対して起こらないようにしているのである。
【０００６】
近年、主に使用されている無停電電源装置には、データセンターなどで使用される大型・集中型のものと、パーソナルコンピュータや医療用モニタなどに用いられる小型・分散型のものがあるが、いずれにしても前記無停電電源装置には高い信頼性が要求される。
すなわち、無停電電源装置は、一瞬たりとも電圧低下・停電が許されないからである。
【０００７】
従って、無停電電源装置は、自家用発電機の設置と共に、コンピュータ機器や通信・防災・制御機器、および放送機器（局舎・送信所・大規模中継局）などで設置され、使用されるほか、クリーンルーム・溶鉱炉の制御装置・発電所・航空管制塔などで設置、使用されており、無停電電源装置の用途は多岐にわたり、その重要度は急激に高まっている。
このように、近年では、負荷試験装置の必要性が、自家用発電機に対しての負荷試験のみならず、前記無停電電源装置についての負荷試験についても急激に増加していることが特徴としてあげられるのである。特にサーバコンピュータのバックアップ電源としての無停電電源装置（ＵＳＰ、ＣＶＣＳ）の負荷試験が急増し、その重要度が急激に増している。
【０００８】
ここで、この負荷試験装置が備える抵抗器としては、液体を使用した負荷抵抗器、例えば水抵抗器が広く用いられている。水抵抗器は、例えばコンクリート枠又は木枠からなる水槽中に電極を挿入し、その電極の水への挿入量又は極間隔を加減して自家用発電機の負荷を調整するもので、通常は給水しながら負荷の安定を図ると共に、蒸発した水を補い、水温を調節している。
このような水抵抗器を用いた負荷試験装置として、従来より、図５に示すような負荷試験装置１が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
この負荷試験装置１は、試験を行う三相交流発電機に対応して設けられた三本の円筒型電極２ａ、２ａ、２ａを備える水抵抗器２と、冷却水を供給する冷却水供給源３と、例えばイオン交換樹脂などを備える純水手段４と、を有している。
水抵抗器２は、水が貯留された貯留槽２ｂを備え、該貯留槽２ｂに貯留された水Ｍの中に円筒型電極２ａが浸されている。この円筒型電極２ａは、試験対象となる発電機（図示せず）に接続されている。また、貯留槽２ｂの上部には流出口２ｃが設けられており、貯留槽２ｂ内の水Ｍが一定の高さを保持するようになっている。
【００１０】
更に、冷却水供給源３は、供給パイプ５を介して貯留槽２ｂと接続されており、冷却水供給源３からの冷却水を貯留槽２ｂ内に補給できるようになっている。この供給パイプ５は、冷却水供給源３から直接に貯留槽２ｂに通じる第一パイプ部５ａと、純粋手段４を介して貯留槽２ｂに通じる第二パイプ部５ｂと、を備えている。
【００１１】
このような構成を有する従来の負荷試験装置１により負荷試験を行う場合には、貯留槽２ｂ内の水の固有抵抗を所定の範囲内に調整して負荷試験を行うことが考えられる。例えば、冷却水供給源３から直接供給される水と、純粋手段４を介し高い固有抵抗を有する水とを混合することにより、貯留槽２ｂ内の水Ｍの固有抵抗を所定の範囲内に調整するなどの方法が採用される。
【特許文献１】特開平０８−３２１４０８号公報（第２−３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、近年ではあらゆる方面での省エネルギー化（エコ化）が重要な課題となっており、その規模や種類を問わずあらゆる電気設備で省電力化を行う必要性が要請されてきている。
【００１３】
しかしながら、従来の負荷試験装置１では、水抵抗器２における顕著な電力ロス、排熱処理の困難性の問題があった。すなわち、水抵抗器では、自家用発電機で生成した電力をただ単に熱として消費し、負荷試験を行わざるを得ず、そのためこの電力が全く利用されず、折角生成した電力が無駄になっていたのである。
特に、自家用発電機の負荷試験は、年間を通じて定期的に種々の大量の発電設備で行われており、現状では有効利用されない電力量の総計はきわめて膨大な量になってしまっているのである。
【００１４】
更に、従来の負荷試験装置１では、発生した熱の処理（排熱処理）が大きな問題となっていた。すなわち、負荷試験装置１では、水抵抗器２において電力が熱に変換されるため、水Ｍの温度が上昇してしまう。このため、貯留槽２ｂ内に冷却水を大量に注入して水Ｍの水温上昇を抑制していた。しかしながら、このようにして水温上昇を防止する場合、大量の冷却水を必要とし、しかも発生した温水の処理が困難である、という問題があった。
【００１５】
これは、例えばコージェネレーションシステムの負荷を安定させるための負荷安定装置にも共通の課題であった。すなわち、コージェネレーションシステムの負荷安定装置においても、電力が排熱として消費されてしまっている、という問題があった。
【００１６】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、自家用発電機など交流電源の負荷試験装置やコージェネレーションシステムの負荷安定装置で用いられる液体使用型負荷装置において、試験として消費される電力を有効利用できると共に、負荷試験により生じた排熱処理に係る負担を抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による液体使用型負荷装置は、
試験対象の交流電源装置に接続される整流器と該整流器により変換された直流電流に接続された液体使用の直流負荷抵抗器とを備え、前記試験対象である交流電源の負荷試験を行うための液体使用型直流負荷装置であって、
前記液体使用の直流負荷抵抗器は、電解質水溶液を貯留する貯留槽と前記電解質水溶液内に浸される電極とを備え、
前記整流器からの直流のプラス極を前記貯留槽側に接続すると共に、前記直流のマイナス極を前記電極側に接続し、
該電極近傍の上方位置には、外気と遮蔽された空間部からなる水素収集部材を形成すると共に、該水素収集部材には、収集された気体状水素を有機ハイドライドに生成する有機ハイドライド生成部と、生成された有機ハイドライドを貯蔵する有機ハイドライド貯蔵部とが接続されてなり、
前記有機ハイドライド生成部は、
前記気体状水素と共に、熱交換器により熱されて気体状にされた芳香物炭化水素に属する有機化合物が送入され、触媒を介して前記水素に前記芳香物炭化水素に属する有機化合物が添加されて気体状の有機ハイドライドを生成する生成器と、
前記生成された気体状の有機ハイドライドを冷却する、前記芳香物炭化水素に属する有機化合物を熱した熱交換器と、
必要に応じ前記冷却された有機ハイドライドをさらに冷却する熱交換器と、
前記熱交換器で冷却された有機ハイドライドを液体と気体とに分離する気液分離器と、を有し、
前記有機ハイドライド貯蔵部は、前記気液分離器により分離された液体状有機ハイドライドを貯蔵すると共に、前記有機ハイドライド生成部より分離して運搬可能とされる貯蔵タンクを有し、
分離して運搬される前記貯蔵タンクには、該貯蔵タンク内の液体状有機ハイドライドから水素を生成する水素生成部が接続可能とされた、
ことを特徴とし、
または、
試験対象の交流電源装置に接続される整流器と該整流器により変換された直流電流に接続された液体使用の直流負荷抵抗器とを備え、前記試験対象である交流電源の負荷試験を行うための液体使用型直流負荷装置であって、
前記液体使用の直流負荷抵抗器は、電解質水溶液を貯留する貯留槽と前記電解質水溶液内に浸される電極とを備え、
前記整流器からの直流のプラス極を前記貯留槽側に接続すると共に、前記直流のマイナス極を前記電極側に接続し、
該電極近傍の上方位置には、外気と遮蔽された空間部からなる水素収集部材を形成すると共に、該水素収集部材には、収集された気体状水素を有機ハイドライドに生成する有機ハイドライド生成部と、生成された有機ハイドライドを貯蔵する有機ハイドライド貯蔵部とが接続され、かつ、前記水素から有機ハイドライドを生成する過程での残余水素を前記有機ハイドライド生成部から前記水素収集部材へ送出する循環送出部が前記有機ハイドライド生成部と前記水素収集部材間に設けられてなり、
前記有機ハイドライド生成部は、
前記気体状水素と共に、熱されて気体状にされた芳香物炭化水素に属する有機化合物が送入され、触媒を介して前記水素に前記芳香物炭化水素に属する有機化合物が添加されて気体状の有機ハイドライドを生成する生成器と、
前記生成された気体状の有機ハイドライドを冷却する、前記芳香物炭化水素に属する有機化合物を熱した熱交換器と、
必要に応じ前記冷却された有機ハイドライドをさらに冷却する熱交換器と、
前記熱交換器で冷却された有機ハイドライドを液体と気体とに分離する気液分離器と、を有し、
前記有機ハイドライド貯蔵部は、前記気液分離器により分離された液体状有機ハイドライドを貯蔵すると共に、前記有機ハイドライド生成部より分離して運搬可能とされる貯蔵タンクを有し、
分離して運搬される前記貯蔵タンクには、該貯蔵タンク内の液体状有機ハイドライドから水素を生成する水素生成部が接続可能とされた、
ことを特徴とし、
または、
前記芳香物炭化水素に属する有機化合物は、トルエンである、
ことを特徴とし、
または、
前記芳香物炭化水素に属する有機化合物は、ナフタレンである、
ことを特徴とし、
または、
前記生成期により生成される有機ハイドライドは、メチルシクロヘキサン（Ｃ７Ｈ１４）あるいはテカリン（Ｃ１０Ｈ１８）である、
ことを特徴とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明を実施するための形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例】
【００１９】
本発明の実施例を、図を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施例における液体使用型直流負荷装置１０は、試験対象電源としての例えば三相交流発電機１２に接続される。
【００２１】
尚、この三相交流発電機１２のみならず、無停電電源装置６０などに接続して負荷試験を行ってもかまわない。
そして、前記液体使用型直流負荷装置１０は、交流を直流に変換する整流装置１４と、整流装置１４に接続された液体使用型直流抵抗器２０と、後述する電気分解により生じる水素１５を収集する水素収集部材３０と、該水素収集部材３０に収集された水素１５を貯蔵する水素貯蔵部５４と、該水素貯蔵部５４に貯蔵された水素１５を有機ハイドライド１９に変換生成する有機ハイドライド生成部１８と、生成された有機ハイドライド１９を貯蔵する有機ハイドライド貯蔵部２１と、前記有機ハイドライド生成部１８と前記水素貯蔵部５４間を接続すべく設けられ、前記水素１５から有機ハイドライド１９を生成する過程での残余水素１７を前記有機ハイドライド生成部１８から前記水素貯蔵部５４へ送出する循環送出部２３と、を備えて構成されている。
【００２２】
ここで、前記三相交流発電機１２は、例えば工場や商業ビル等の施設に設けられ、前記工場や商業ビル内への通常の送電が何らかの理由により急に停止した場合等に、緊急的に稼働されて前記施設の停電に伴う稼動電力ストップなどの突発的障害を防止するものである。
しかして、液体使用型直流負荷装置１０は、このような三相交流発電機１２が突発的な理由により緊急に運転せざるを得ない場合にあっても、常に瞬時にかつ正常に稼働できる様、定期的に運転試験を行う負荷試験機として用いられるのである。
すなわち、三相交流発電機１２の突発的緊急運転に際しても常に正常に運転されるよう担保するためである。
【００２３】
ここで、前記整流装置１４は、前記三相交流電源１２からの交流を直流に変換するべく複数の整流器１４ａ、１４ａ・・を備えている。そして、この複数の整流器１４ａ、１４ａ・・のそれぞれがスイッチング装置１４ｂ、１４ｂ・・を介して三相交流発電機１２と接続できる構成となっている。
【００２４】
また、液体使用型直流抵抗器２０は、電解質水溶液Ｌ、例えば水酸化ナトリウム溶液が例えば５％程度注入されて構成された電解質水溶液Ｌが貯留された貯留槽２２と、例えば前記貯留槽２２の上方から垂下されて設置された複数の電極２４と、を備えて構成される。
【００２５】
貯留槽２２は、上面が開口されていると共に底壁２２ａ及び側壁２２ｂを有し、この内部に前記電解質水溶液Ｌが貯留される構成となっている。更に、貯留槽２２には、液位検出器２２ｃや液温検出器２２ｄが設けられており、これにより、電解質水溶液Ｌの液位及び液温を検出することができるようになっている。
【００２６】
また、貯留槽２２には、通電されることにより温度上昇した電解質水溶液Ｌを冷却する冷却装置２６と、減少した前記液体、例えば電解質水溶液Ｌを補給する電解質水溶液補給装置２８とが設けられている。さらに、この電解質水溶液補給装置２８には純水器２８ｃが設けられており、供給される電解質水溶液Ｌの異物を排除して、固有抵抗を一定に保つことができるよう構成されている。この純水器２８ｃより電解質水溶液Ｌを純度の高いものすることは、特に高い電圧が印加される場合に効果を発揮すると考えられる。
【００２７】
冷却装置２６は、例えば、一端が側壁２２ｂに、他端が底壁２２ａに接続された循環パイプ２６ａと、電解質水溶液Ｌを循環させる循環ポンプ２６ｂと、循環パイプ２６ａに介装されたラジエータ２６ｃと、ラジエータ２６ｃを送風するラジエータファン２６ｄとを備えて構成されている。
さらに、この冷却装置２６は、前述した液温検出器２２ｄとも接続され、液温検出器２２ｄからの検出信号が入力されるようになっている。
【００２８】
そして、液体使用型直流抵抗器２０では、電解質水溶液Ｌを循環させると共にラジエータファン２６ｄを駆動させ、電解質水溶液Ｌをラジエータ２６ｃで放熱して液温上昇を防ぐようになっている。特に、冷却装置２６に所定値以上の検出信号が入力されたときは、ラジエータファン２６ｄの回転数及び循環水量を増加させ、電解質水溶液Ｌの温度が所定値より低く保持されるようになっている。
【００２９】
また、電解質水溶液補給装置２８は、一端が電解質水溶液水供給源に接続され、他端が循環パイプ２６ａに接続された供給パイプ２８ａと、供給パイプ２８ａに介装された電磁弁２８ｂとを備えている。
【００３０】
電磁弁２８ｂは、液位検出器２２ｃと電気的に接続され、液位検出器２２ｃからの検出信号が入力されるようになっている。これにより電磁弁２８ｂの開閉が制御され、貯留槽２２内の電解質水溶液Ｌを、所定の液位に保つことができるように構成されている。
【００３１】
ここで、前記電極２４の構成について説明すると、該電極２４は、例えばステンレス等の電導性材料から構成されており、その一部が電解質水溶液Ｌ内に浸される中空円筒形状となっている。この電極２４は、複数の整流器１４ａ、１４ａ・・に対応して複数設けられており、各々の電極２４の上端にはフランジ２４ａが設けられている。これにより電極２４は貯留槽２２の上方で支持されるものとなる。各フランジ２４ａには、対応する整流器１４ａからの直流のマイナス（−）極が接続され、これにより、電極２４が陰極として機能するように構成されている。
【００３２】
更に、図２から理解されるように、電極２４周辺の上方には、フランジ２４ａにボルト２５によって固定された水素収集部材３０が設けられている。水素収集部材３０は、電気絶縁性を有すると共に所定の耐水性、耐熱性等を有する材料から形成されており、このような材料としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等から適宜好適なものを選択することができる。また、水素収集部材３０をＦＲＰ（Fiber
Reinforced Plastics）で構成すれば、耐熱性、耐薬品性が高く、軽量で強度が高いものとすることができる。
【００３３】
さらに、この水素収集部材３０は、下面が開口した例えば略直方体形状を呈してその下端３０ａが電解質水溶液Ｌ内に没入され、これにより、外気と遮蔽され、密閉された空間（第一の空間）Ａ１が形成されている。
【００３４】
更に、電極２４の略真上には、断面略逆Ｕ字状を呈する椀状の接合部材２４ｂが設けられている。この接合部材２４ｂは、水素収集部材３０及びフランジ２４ａに設けられた貫通孔２４ｃ、２４ｃ・・により、その内部が空間Ａ１と連通した状態となっている。
【００３５】
また、貯留槽２２は、側壁２２ｂの上端に整流器１４ａからの直流のプラス（＋）極が接続されている。この貯留槽２２は、例えばステンレス等の電導性材料からなり、これにより、貯留槽２２が陽極として機能するように構成されている。
【００３６】
更に、側壁２２ｂの内側上方には、絶縁材料からなり、断面略逆Ｌ字状の酸素捕集部材３２が設けられている。この酸素捕集部材３２は、その下端３２ａが電解質水溶液Ｌ内に没入され、これにより、大気と遮蔽された空間（第二の空間）Ａ２が形成されている。
【００３７】
この酸素捕集部材３２には、酸素取出口３２ｂが設けられており、これにより、空間Ａ２に滞留した酸素５５を例えば、酸素貯蔵容器に貯蔵できるようになっている。
【００３８】
ところで、前述したように、前記水素貯蔵部５４には、収集され、貯蔵された前記水素１５につき有機ハイドライド１９に変換して生成する有機ハイドライド生成部１８と、生成された有機ハイドライド１９を貯蔵する有機ハイドライド貯蔵部２１とが接続されている。
そして、前記水素１５から有機ハイドライド１９を生成する過程での残余水素１７を前記有機ハイドライド生成部１８から前記水素貯蔵部５４へ送出する循環送出部２３が、前記有機ハイドライド生成部１８と前記水素貯蔵部５４間に設けられていることも既に述べた。
【００３９】
次に、このような構成を有する液体使用型直流負荷装置１０の使用状態につき、通常行われる負荷試験方法に沿って説明する。
【００４０】
まず、例えば劇場や工場、ポンプ場、商用ビル等に設置されている試験対象電源としての三相交流発電機１２を、液体使用型直流負荷装置１０の整流装置１４に接続する。
【００４１】
そして、交流発電機１２の規模や試験内容に応じて、適当な数のスイッチング装置１４ｂ、１４ｂ・・をオンにする。このようにすれば、オンにしたスイッチング装置１４ｂの数に対応する整流器１４ａに三相交流発電機１２により生成された交流電流を流す（通電する）ことができ、通電された整流器１４ａに対応する複数の電極２４には、直流に変換された直流電流が流れるものとなる。
これにより、液体使用型直流抵抗器２０の抵抗による負荷を用いて、いかなる容量の三相交流発電機１２であってもその三相交流発電機１２の負荷試験を行うことができる。
【００４２】
ここで、本発明の液体使用型直流負荷装置１０は、液体使用型直流抵抗器２０が、電解質水溶液Ｌを貯留する貯留槽２２と、電解質水溶液Ｌ内に浸された電極２４と、を備えていることはすでに述べた通りである。
そして、整流器１４ａからの直流のプラス極を貯留槽２２に接続すると共に前記直流のマイナス極を電極２４に接続して、三相交流発電機１２の負荷試験に際し、液体使用型直流抵抗器２０で電解質水溶液Ｌを電気分解することができる構成としているのである。
【００４３】
すなわち、液体使用型直流負荷装置１０は、前記直流のプラス極に接続された貯留槽２２を陽極として機能させ、前記直流のマイナス極に接続された電極２４を陰極として機能させることにより、貯留槽２２の側壁２２ｂ近傍位置からは酸素５５を発生させ、また電極２４近傍位置からは気体の水素１５を発生させることができるのである。そして、水素１５と酸素５５は約２対１の割合で発生させ、収集することができる。
【００４４】
さらに、液体使用型直流負荷装置１０には、複数の整流器１４ａ、１４ａ・・のマイナス極に一対一で接続される複数の電極２４、２４・・が設けられているため、三相交流発電機１２の容量や試験内容に応じて使用する整流器１４ａの数を適宜選択することができる。そして、これにより電極２４に適切な電流を流すことができ、電解質水溶液Ｌの電気分解をより効率的に行うことができる。
【００４５】
更に、本発明の液体使用型直流負荷装置１０は、電極２４周辺の上方に、大気と遮蔽された空間Ａ１を形成する水素収集部材３０を設けたため、電極２４から発生した気体の水素１５を、前記水素収集部材３０により空間Ａ１に容易に捕集すると共に、水素発生時に生ずる大気への熱の放散を抑制することもできる。
【００４６】
従って、この液体使用型直流負荷装置１０によれば、負荷試験を行う液体使用型直流抵抗器２０で消費される電力を用いて水素１５を生成、収集することができ、液体使用型直流抵抗器２０で負荷試験のため従来全く無駄に消費される電力の有効利用を図ることができるのである。
すなわち、従来の負荷試験装置では、水抵抗器により電力を単に熱としてのみ消費し、負荷試験を行っていたためこの電力が全く利用されていなかったが、本発明では水抵抗器で消費される電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、これを有効利用することができた。
【００４７】
すなわち、本発明の液体使用型直流負荷装置１０では、液体使用型直流抵抗器２０で消費される電力のほとんどを水の電気分解に用いるため、電解質水溶液Ｌの温度上昇をも微少に留めることができる。従って、水温上昇を防止するための大量の冷却水等を必要とせず、極めて容易に排熱処理を行うことができる。
【００４８】
しかして、ここで発生した水素１５は、水素収集部材30で収集され、収集された水素１５は、水素貯蔵部５４へ送出され、さらに有機ハイドライド生成部１８へと送出される。
【００４９】
水素１５として貯蔵、ストック、運搬を行うより水素１５が混入された液体、すなわち液体状をなす有機ハイドライド１９として貯蔵、ストック、運搬を行うのがきわめて安全、効率的、かつコストが安価だからである。
【００５０】
前記有機ハイドライド生成部18では水素貯蔵部５４から送出された水素１５が順次有機ハイドライド１９に変換生成されるものとなる。
【００５１】
ここで、有機ハイドライド生成部18の構成の一例につき図３を参照して説明する。図３に示すように、水素１５と共に、例えば芳香族炭化水素に属する有機化合物の一種であるトルエン４１を生成器４０内に送出する。
ここで、トルエン４１は、液体としてトルエンタンク42内に貯留されており、例えばこのトルエンタンク42内のトルエン41につき熱交換器４３を通過させ、熱して気体状にし、前記水素１５と共に生成器40内に送出する。
生成器４０内では、例えば白金、ニッケル（図示せず）などを触媒として、前記トルエン４１に水素１５が添加され、例えば気体状の有機ハイドライド１９が生成されるものとなる。
【００５２】
この際の生成器40内で反応させる一般的な反応条件としては、反応温度170度Ｃから210度Ｃ程度、反応圧力が０．６ＭＰａＧ程度が要求され、これにより製品濃度９５％以上の有機ハイドライド１９が生成できるものとなる。
【００５３】
ここで、例えばトルエン（Ｃ７Ｈ８）４１に3分子の水素（３Ｈ２）15が添加されて、有機ハイドライドであるメチルシクロヘキサン（Ｃ７Ｈ１４）が生成でき、また、前記トルエンに替わり、芳香族炭化水素に属する有機化合物の一種である例えば、ナフタレン（Ｃ１０Ｈ３）に５分子の水素（５Ｈ２）が添加されて、有機ハイドライドの一種であるテカリン（Ｃ１０Ｈ１８）が生成されるがごときである。
【００５４】
次いで、生成された高温の気体状の有機ハイドライド１９につき熱交換器４３を通過させて冷却し、必要がある場合には、さらに熱交換器４４を通過させて冷却を行い、それを気液分離器４５にかけ、水素１５が混入された液体、すなわち製品濃度９５％以上の液体状の有機ハイドライド１９を取り出し、有機ハイドライド貯蔵部２１の一種となる例えば貯蔵タンク４６内に貯蔵するのである。
【００５５】
しかして、この貯蔵タンク４６は、前記有機ハイドライド貯蔵部２１の中より分離でき、各々切り離して貯蔵タンク４６のみを運搬することもできる。そして別の場所にストックしておくこともできるし、また別の場所で、該貯蔵タンク４６に貯蔵された有機ハイドライド、すなわち液体状有機ハイドライド１９から水素１５に変換して使用することもできる。
次に、図４を参照して有機ハイドライト１９から水素１５に変換して、該水素１５を用いて動作させるための簡易な変換装置及び変換方法を説明する。
【００５６】
ここで、前記貯蔵タンク４６と共に、水素生成器４７を用意し、接続させておく。この水素生成器４７は図４に示すように、反応器４８、熱交換器４９、トルエンタンク５０、気液分離器５１を有して構成される。
貯蔵タンク４６から取り出した有機ハイドライド１９を、例えばトルエン４１が貯蔵されているトルエンタンク５０より前記トルエン４１を取り出して燃焼させ、反応器４８を熱する。すると、反応器４８内では有機ハイドライド１９は熱せられて水素１５とトルエン４１とに分離する。それを気液分離器５１に送出し、水素１５を取り出すのである。
【００５７】
また、気液分離器５１で分離されたトルエン４１は再び前記トルエンタンク５０内に戻す構成にし、循環できるようにすれば資源を無駄なく使用することもできる。  
ここで、反応器４８内での燃焼作用に際しては、熱交換器４９で熱せられた燃焼用空気５１が用いられる。そして、熱交換器４９では、反応器４８を熱するためトルエン４１を燃焼した際に発生する高熱の排ガス５３を用いて前記燃焼用空気５１を加熱するように構成することもできる。
【００５８】
ところで、整流器１４ａからの直流のプラス極に接続された貯留槽２２は陽極として機能するため、貯留槽２２からは酸素５５が発生する。特に本実施例では、前記プラス極を側壁２２ｂに接続するため、電気分解により発生する酸素５５のほとんどが側壁２２ｂから発生するものとなっている。
【００５９】
ここで、本実施例の液体使用型負荷装置１０は、側壁２２ｂの内側上方に、大気と遮蔽された空間Ａ２を形成する酸素捕集部材３２が設けられているため、側壁２２ｂから発生した酸素５５を容易に捕集することができる。そして、この空間Ａ２に滞留した酸素５５は、酸素取出口３２ｂを介して酸素貯蔵容器に貯蔵されるものとなる。
【００６０】
このように、液体使用型負荷装置１０によれば、電解質水溶液Ｌの電気分解により発生した酸素５５も容易に捕集することができ、酸素５５の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例に係る液体使用型負荷装置の概略を示した概略構成図である。
【図２】電極の部分を拡大して説明した拡大説明図である。
【図３】本発明による有機ハイドライド生成部の構成を説明する説明図である。
【図４】本発明による水素生成器の構成を説明する説明図である。
【図５】従来の液体使用型負荷装置の構成を説明する概略構成説明図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    液体使用型負荷装置
１２   三相交流発電機
１４   整流装置
１４ａ  整流器
１４ｂ  スイッチング装置
１５    水素
１７    残余水素
１８    有機ハイドライド生成部
１９    有機ハイドライド
２０   液体使用型直流抵抗器
２１    有機ハイドライド貯蔵部
２２    貯留槽
２２ａ  底壁
２２ｂ  側壁
２２ｃ  液位検出器
２２ｄ  液温検出器
２３    循環送出部
２４   電極
２４ａ  フランジ
２４ｂ  接合部材
２４ｃ  貫通孔
２５    ボルト
２６    冷却装置
２６ａ  循環パイプ
２６ｂ  循環ポンプ
２６ｃ  ラジエータ
２６ｄ  ラジエータファン
２８    電解質水溶液補給装置
２８ａ  供給パイプ
２８ｂ  電磁弁
２８ｃ  純水器
３０   水素収集部材
３２   酸素捕集部材
３２ａ  下端
３２ｂ  酸素取出口
４０    生成器
４１    トルエン
４２    トルエンタンク
４３    熱変換器
４４    熱変換器
４５    気液分離器
４６    貯蔵タンク
４７    水素生成器
４８    反応器
４９    熱交換器
５０    トルエンタンク
５１    気液分離器
５２    燃焼用空気
５３    排ガス
５４    水素貯蔵部
５５    酸素
６０    無停電電源装置
Ｌ 電解質水溶液
Ａ１ 空間（第一の空間）
Ａ２ 空間（第二の空間）
【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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