(57)【要約】内燃エンジンにおいて、爆発を促進する一つまたはそれより多いガスを生成するためのシステムであって、上記内燃エンジンは、取り込み口を有し、圧力下で、一つまたはそれより多い燃焼を促進するガスを生成するための電解セルと、電解セルを内燃エンジンに接続するためのガス通路と、燃焼促進ガスのエンジンへの流れを調整するために、電解セルとエンジンの取り込み口との間に作動可能に接続されている流量調整装置とを備えるシステム。
2004528512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンにおける燃焼を促進する一つまたはそれより多いガスを生成するためのシステムであって、上記エンジンは、取り入れ口を有し、
（ａ）圧力下で一つまたはそれより多い燃焼促進ガスを生成するための電解セルと、
（ｂ）上記電解セルと上記内燃エンジンの取り込み口とを接続するためのガス通路と、
（ｃ）上記電解セルと上記エンジンの取り込み口との間に作動可能な状態で接続されていて、上記燃焼促進ガスの上記エンジンへの流れを調整する流量調整装置と
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記セルから上記エンジンへの上記燃焼促進ガスの流れの割合は、様々なエンジン負荷に対して一定であることを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記エンジンは、ターボチャージャーを備え、上記流量調整装置は、上記ターボチャージャーが動作しているとき、上記流れを調整することができることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記流量調整装置は、上記取り込み口の圧力の動作範囲の上限近くに開放圧力が設定された排気弁であることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項４に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記開放圧力は、１ｌｂｓから５０ｌｂｓの間の値に設定されていることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記開放圧力は、約２０ｌｂｓであることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記セルの圧力が所定の安全開放圧力を越えたとき、上記セルの上記可燃性のガスの圧力を減少させる圧力軽減手段を、更に備えることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記圧力軽減手段は、上記所定の安全開放圧力を検出するために配置された圧力センサと、上記ガスの圧力が上記所定の安全開放圧力を越えたとき、上記セルで生成された上記可燃性のガスを、より低い圧力環境に接続するためのガス側路とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項８に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記圧力センサは、圧力スイッチであり、上記ガス側路は、安全ガス通路であり、上記安全ガス通路は、開いた配置と閉じた配置との間で切替可能であることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項７に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記所定の安全開放圧力は、少なくとも３５ポンドであることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項８に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記圧力センサは、上記所定の安全開放圧力で機械的に開くように設定された破裂板を備え、上記ガス側路は、上記セルと大気との間に作動可能な状態の連結部を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記所定の安全開放圧力は、少なくとも６０ポンドであることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記システムは、圧力容器であり、爆発に耐えうるのに十分な頑丈さを有していることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記システムは、圧力容器に関する米国機械エンジニア学会の規格ナンバーＢ３１.１に基づいてつくられていることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
更に、上記ガス通路上に切替可能な弁を備え、上記切替可能な弁は、少なくとも二つの配置を有し、一の配置では、上記弁は、上記一つまたはそれより多いガスが、上記セルから上記内燃エンジンの上記取り込み口まで通り過ぎることを可能にし、上記配置の他では、上記弁は、上記一つまたはそれより多いガスが、上記セルから大気中まで通りすぎることを可能にすることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
更に、上記セルに補充する水を収容する貯水器を備え、上記セルに圧力下で生成される上記一つまたはそれより多いガスは、上記貯水器内の水に圧力を加えるために、上記貯水器に移動可能に接続させられることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
内燃エンジンでの燃焼を促進する一つまたはそれより多いガスを生成する方法であって、上記エンジンは、取り入れ口を有し、
（ａ）圧力下で一つまたはそれより多い燃焼促進ガスを生成するための電解セルと、上記電解セルと上記内燃エンジンの取り込み口とを接続するためのガス通路と、上記電解セルと上記エンジンの取り込み口との間に作動可能な状態で接続されていて、上記燃焼促進ガスの上記エンジンへの流れを調整する流量調整装置とを準備することと、
（ｂ）圧力下で上記一つまたはそれより多いガスを生成するために上記電解セルを稼動することと、
（ｃ）上記流量調整装置によって上記一つまたはそれより多いガスの上記内燃エンジンへの流れを調整することと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の一つまたはそれより多いガスを生成する方法において、
上記電解セルを稼動する上記ステップは、上記一つまたはそれより多いガスの圧力を時間とともに上昇させるために、上記電解セルに生成された上記ガスを、所定の体積中に蓄えることを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の一つまたはそれより多いガスを生成する方法において、
上記電解セルは、電解溶液を収容し、電解セルを準備する上記ステップは、上記電解溶液を補充するのに使用される補給の液体を収容している貯蔵器を準備することを含み、上記ガスの流れを調整する上記ステップは、上記セル内の上記電解溶液を補充すべく十分な量の上記液体を上記セルに流すために、上記ガスの上記圧力を上記補給の液体に接続することを備えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の一つまたはそれより多いガスを生成する方法において、
電解セルを準備する上記ステップは、上記電解セルに作動可能な状態で接続される安全開放弁を準備することを含み、上記電解セルを稼動する上記ステップは、上記一つまたはそれより多いガスの上記圧力が所定の安全開放圧力を越えたとき、または、上記セルが稼動していないとき、上記ガスを、上記安全開放弁を通じてより低い圧力環境に排出することによって、上記セル内の圧力を軽減することを含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
内燃エンジンの燃焼を促進する一つまたはそれより多いガスを生成するためのシステムであって、
（ａ）電解溶液から一つまたはそれより多いガスを生成するための電解セルを備え、上記電解溶液は、水の凝固点よりも低い凝固温度を有し、上記セルは、最小限の稼働時間の間稼動させるのに十分な量の電解溶液を有しており
（ｂ）電解セルに補充するための水を収容するための補充貯水器を備え、
（ｃ）上記電解セルに補充するために、上記最小限の稼動時間以内で上記補充貯水器内の十分な水を溶かすために、上記補充貯水器に熱を供給するための上記補充貯水器に作動可能な状態で接続するヒーターを備えることを特徴とするシステム。
【請求項２２】
請求項２１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記セルは、圧力下で上記一つまたはそれより多いガスを生成し、上記一つまたはそれより多いガスの圧力は、上記セル内の上記電解溶液を補充すべく十分な量の上記水を上記セルに流すために、上記貯水器の方に導かれることを特徴とするシステム。
【請求項２３】
請求項２２に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記セル中に圧力下で生成される上記一つまたはそれより多いガスを上記貯水器に接続するガス接続通路を更に備えることを特徴とするシステム。
【請求項２４】
請求項２２に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記貯水器からの上記水を上記セルに接続する水通路を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
請求項２１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記補充貯水器は、少なくとも一部分が熱伝導の材質から形成され、上記ヒーターは、上記熱伝導の材質と作動可能な状態で接続されることを特徴とするシステム。
【請求項２６】
請求項２１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記セルは、電源装置を有し、上記ヒーターは、上記セルの上記電源装置であることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項２１に記載の一つまたはそれより多いガスを生成するシステムにおいて、
上記補充貯水器は、断熱されていることを特徴とするシステム。
【請求項２８】
内燃エンジンの燃焼を促進する一つまたはそれより多いガスを生成する方法であって、
（ａ）電解溶液から一つまたはそれより多いガスを生成するための電解セルを準備することと、ここで、上記電解溶液は、水の凝固点よりも低い凝固温度を有し、上記セルは、最小限の稼働時間の間稼動させるのに十分な量の電解溶液を有し、また、上記電解セルに補充するための水を収容するための補充貯水器を準備することと、また、上記最小限の稼動時間以内で、上記セルに補充するのに十分な水を溶かすために、上記補充貯水器に熱を供給するための上記補充貯水器に作動可能な状態で接続されるヒーターを準備することと、
（ｂ）上記電解溶液から上記一つまたはそれより多いガスを生成するために上記電解セルを稼動することと、
（ｃ）上記セルに補充するための十分な水を溶かすために上記ヒーターを稼動することと、
（ｄ）上記セル内の上記電解溶液に上記水を補充することと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２９】
内燃エンジンの燃焼を促進する一つまたはそれより多いガスを生成する方法であって、
（ａ）電解溶液から一つまたはそれより多いガスを生成するための電解セルを準備することと、ここで、上記電解溶液は、上記セルの水準を有し、上記電解セルは、所定の再充填水準を有し、上記所定の再充填水準の電解溶液は、上記セルが最小限の稼働時間の間稼動することを可能にし、また、上記電解セルに補充するための水を収容するための補充貯水器を準備することと、また、所定の設定時間に設定されたタイマーを準備することと、
（ｂ）上記電解セルが稼動しているならば、上記電解セルの稼動を停止することと、
（ｃ）上記タイマーを始動することと、
（ｄ）上記所定の設定時間において、上記セル内の上記電解溶液の水準を監視することと、
（ｅ）上記水準が上記所定の再充填水準かそれより低くなっているならば、上記セル内の上記電解溶液に上記貯水器からの上記水を補充することとを備え、
上記セルは、最小限の稼働時間の間稼動するのに十分な量の電解溶液を有していることを特徴とする方法。
【請求項３０】
一つまたはそれより多いガスを生成するために溶液の電気分解を行うための電解セルであって、
（ａ）内部空間を画定すると共に、少なくとも一部分が伝導性を有する本体と、
（ｂ）上記本体によって画定される内部空間内に配置される伝導体と、ここで、上記伝導体は、上記本体の上記伝導性を有する一部分から離されて配置されており、
（ｃ）上記電解セルによって生成される一つまたはそれより多いガスを受け入れるために、本体に作動可能な状態で接続される出口と、
（ｄ）上記電解セルによって使用される溶液を補充するための液体を受け入れるために、本体に作動可能な状態で接続される入口と、
（ｅ）上記本体の上記伝導性を有する一部分かまたは上記伝導体の一方に作動可能な状態で接続されるカソードと、
（ｆ）上記本体の上記伝導性を有する一部分かまたは上記伝導体の他方に作動可能な状態で接続されるアノードと
を備えることを特徴とする電解セル。
【請求項３１】
請求項３０に記載の電解セルにおいて、
本体の上記伝導性を有する一部分と上記伝導体の内の少なくとも一方は、少なくとも部分的に拡張金網から構成されていることを特徴とする電解セル。
【請求項３２】
請求項３１に記載の電解セルにおいて、
上記拡張金網は、５０％の空き領域を有していることを特徴とする電解セル。
【請求項３３】
請求項３１に記載の電解セルにおいて、
上記拡張金網は、立方面中心分子構造を有していることを特徴とする電解セル。
【請求項３４】
請求項３１に記載の電解セルにおいて、
上記本体は、外部ケーシングと内側網とを備え、上記内側網は、上記外部ケーシングと作動可能な状態で接続されており、上記内側網は、拡張金網から構成されていることを特徴とする電解セル。
【請求項３５】
請求項３０に記載の電解セルにおいて、
上記本体上の出口と上記内燃エンジンとの間を作動可能な状態で接続するコンデンサを更に備え、上記コンデンサは、上記一つまたはそれより多いガスを上記セルから受けて熱的に孤立させることを特徴とする電解セル。
【請求項３６】
請求項３５に記載の電解セルにおいて、上記コンデンサは、水蒸気を凝縮させる伝導性の表面を有していることを特徴とする電解セル。
【請求項３７】
請求項３０に記載の電解セルにおいて、
上記セルを冷却するファンを更に備えることを特徴とする電解セル。
【請求項３８】
請求項３０に記載の電解セルにおいて、
少なくとも一つの温度センサを更に備えることを特徴とする電解セル。
【請求項３９】
請求項３８に記載の電解セルにおいて、
上記温度センサによって示された上記セルの温度が所定の低温を下回ったとき、上記セルを暖めるために、上記本体に作動可能な状態で接続されるヒートブランケットを更に備えることを特徴とする電解セル。
【請求項４０】
請求項３０に記載の電解セルにおいて、
上記カソードおよび上記アノードは、上記本体内の上記溶液の水準を越えて延びるのに十分な高さを有していることを特徴とする電解セル。
【請求項４１】
請求項４０に記載の電解セルにおいて、
上記カソードおよびアノードの上記高さは、８インチから１２インチの間の範囲であることを特徴とする電解セル。
【請求項４２】
請求項４０に記載の電解セルにおいて、
上記溶液の上記水準は、１／２インチから３インチの間の範囲の長さだけ上記カソードおよびアノードの上記高さよりも低いことを特徴とする電解セル。
【請求項４３】
請求項４０に記載の電解セルにおいて、
上記本体の上記内部空間内の溶液の水準を検出する浮きセンサを更に備えることを特徴とする電解セル。
【請求項４４】
請求項４３に記載の電解セルにおいて、
上記浮きセンサは、上記本体の最上部のすぐ近くの所定の高位地点で、上記溶液の水準を検出する安全浮きを備えることを特徴とする電解セル。
【請求項４５】
請求項４３に記載の電解セルにおいて、
上記浮きセンサは、所定の充填地点で上記溶液の水準を検出する充填浮きを備えることを特徴とする電解セル。
【請求項４６】
請求項４３に記載の電解セルにおいて、
上記浮きセンサは、所定の再充填地点で上記溶液の水準を検出する再充填浮きを備えることを特徴とする電解セル。
【請求項４７】
請求項４３に記載の電解セルにおいて、
上記浮きセンサは、所定の低位地点で上記溶液の水準を検出する低位浮きを備えることを特徴とする電解セル。
【請求項４８】
請求項３０に記載の電解セルにおいて、
上記一つまたはそれより多いガスの上記内燃エンジンへの流れを調整するために、上記出口は、流量調整装置に作動可能な状態で接続されていることを特徴とする電解セル。
【請求項４９】
請求項４８に記載の電解セルにおいて、
上記流量調整装置は、逆止弁であることを特徴とする電解セル。
【請求項５０】
請求項４９に記載の電解セルにおいて、
上記逆止弁は、少なくとも２０ｌｂｓの開放圧力に設定されていることを特徴とする電解セル。
【請求項５１】
請求項３０に記載の電解セルにおいて、
上記本体および上記伝導体は、円筒形に成形されていることを特徴とする電解セル。
【請求項５２】
内燃エンジンにおける燃焼を促進する一つまたはそれより多いガスを生成するための内燃エンジンキットであって、上記エンジンは、取り込み口を有し、
（ａ）圧力下で一つまたはそれより多い燃焼促進ガスを生成するための電解セルと、
（ｂ）上記電解セルに適切な電力を供給するための電力調整手段と、
（ｃ）上記電解セルに水を供給するための貯水器と、
（ｄ）上記電解セルが電気分解を実行できるように、上記電解セルへの電力の供給を制御すると共に、上記貯水器から上記電解セルへの水の供給を制御する電子制御装置と、
（ｅ）内燃エンジンに電解セルを接続するためのガス通路と、
（ｆ）上記燃焼促進ガスの上記エンジンへ流れを調整するために、上記電解セルと上記エンジン取り込み口との間に作動可能に接続されている流量調整装置と
を備えることを特徴とする内燃エンジンキット。
【請求項５３】
請求項５２に記載の内燃エンジンキットにおいて、
上記流量調整装置は、上記取り込み口の圧力の動作範囲の上限近くに開放圧力が設定された排気弁であることを特徴とする内燃エンジンキット。
【請求項５４】
請求項５２に記載の内燃エンジンキットにおいて、
正の電圧源、負の電圧源、油圧スイッチ、水入口およびガス出口のための外部接続を有することを特徴とする内燃エンジンキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼エンジンの全般的な分野に関し、特に、燃焼エンジンにおいて燃焼を促進するための追加的な気体燃料を供給するための電解セルに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代のガソリンエンジンおよびディーゼルエンジンは、２,３年前の同様なエンジンよりも、効率的かつ汚染も少なくなっている。しかしながら、使用されている自動車の総数が増加しているので、大気汚染の水準は、いっそう効率的で清潔な運行を行う自動車を考慮にいれたとしても、上昇し続けている。それゆえに、放出がより少なく、かつ、それによって、従来の自動車技術が許すよりも汚染が少ない自動車を発展させることに対する、増加する圧力（要求）が存在する。これは、電気自動車および電気バン、天然ガスおよびプロパンを燃料とする自動車、水素セル自動車等の代替の燃料技術の発展を駆り立てる。いくつかのこれらの技術は、前途有望であるけれども、いくつかは、いまだに商業的な実現に長い道のりが存在し、他は、消費者が受け入れ可能な製品を生じることなしに、デザインの可能性の限界に到達したように思われる。それゆえに、従来のガスエンジンおよびディーゼルエンジンに再度焦点が当てられ、それらをいっそう汚染がなくて効率的にする方法に再度焦点が当てられている。
【０００３】
燃料として水素ガスと酸素ガスを追加することは、内燃エンジンの効率を上昇させると共に、汚染をかなり軽減することは、良く知られている。両方の利点は、燃焼室における燃料のより完全な燃焼の結果として起こる、ガソリンの燃焼速度の９倍と同じ程度のより速い燃焼速度の副作用としてもたらされている。出力エネルギーが増大する、すなわち、燃料効率および馬力がより大きくなるにもかかわらず、すす（半焼けの炭化水素）、亜酸化窒素、一酸化炭素および他の汚染物質の量は、これに対応して低減される。
【０００４】
燃料添加物として水素および酸素を導入する一つの方法は、タンクとエンジンとを接続するホースを有する自動車に、固定されているタンクに、ガスを貯蔵することである。しかしながら、これら揮発性のガスのタンクへの貯蔵は、常時、ガス漏れやガス爆発の危険性をはらむという理由で、永続的な安全上の問題を有する。それは、また、不便な、補充のためのサービスステーションへの規則的な運行を必要とする。更に、現行のサービスステーションネットワークは、これらのガスを供給するために、大きな費用の装備を組み込むことを必要とし、また、技術の受け入れを過度に遅らせる規格に対応するための広範囲な調整を必要とするだろう。タンク貯蔵に関するこれらの問題の結果として、様々な企てが、必要に応じてエンジンに使用される電気分解のような良く知られた技術を使用することによって、自動車自身の車中でガスを生成できるシステムを、発展させるべく行われる。
【０００５】
そのようなシステムの例は、米国特許３,９３９,８０６に、ブラッドリーによって開示されている。しかしながら、このシステムは、それが電解セルに動力を供給するDC電流を生成する機構を備えるという理由で、非常に複雑である。これは、水やフレオンのような作業流体および付随の循環システム、タービンおよびDCジェネレーター、水素キャブレターおよび水素貯蔵タンク、および、作業流体、水、および、水素を移動させる複数のポンプを必要とする。そのような複雑なシステムを導入することは、コストがかさみ、現存するエンジンに統合するために非常に大きな努力を必要とし、たくさんの追加的な構成部品のおかげで、かなりのメンテナンスを必要としがちである。更に、ブラッドリーは、爆発、特に、水素タンクからの爆発、の危険性に対処しておらず、電解セルに供給される水が凍るだろう冷たい天気において、システムを稼動状態に維持するいかなる手段も提供していない。ストウによる米国特許５,２３１,９５４は、自動車の車中に、水素ガスおよび酸素ガスを生成するためのより単純な電解システムを提供することを試みている。その装置は、自動車のバッテリーから直接出力（電力）を受ける一つの電解室すなわち電解セルを有し、エンジンのポジティブ・クランクケース・ベンチレーション（ＰＣＶ）システムに接続するガス出力ラインを有する。エンジンが運転されているとき、セルからのガスをエンジンに引き出すのに使用されるＰＣＶラインに、真空が生成される。また、常時、大気に開かれている空気取り込み口調整弁が存在する。この弁は、放出制御に対応するために、空気と生成されたガスとの混合を調整する。操作者は、１.５−３.０アンペアの読み値が得られるまで、セルの電解質濃縮液に水を加える。その後、水は、１０００マイル毎に、セルに手動で加えられる。セルは、ＰＣＶラインが真空にさらされたとき、かたく固定する一方、エンジンおよびそれに起因する真空がきられたとき、ゆるめるようになっている摩擦固定キャップを有する。ゆるんだキャップは、エンジンが切られたとき、セル中に構築された高圧の軽減をおこなうために、上昇することが意図されている。
【０００６】
ストウの装置は、バッテリーから直接出力（電力）を受け、電流水準は、電解質濃度を調整することによって設定される。結果は、高抵抗であると共に、過度の熱を生成する低電流セルを導き、このことは問題がある。熱の問題は、プラスチックが十分に熱を伝導しないという理由で、好ましい実施形態で使用されるプラスチック壁によって悪化させられ、また、冷却機構が開示されていないという理由で悪化させられる。
【０００７】
更に、提唱された装置は、取付および使用が簡単であるということが提唱された理由であるが、電解液の前もった混合および前もった充電は、特に、消費者の使用において、やっかいなものになる。他の複雑な特徴は、空気取り込み口弁が、放出制御機構による調整を必要とするということである。更に、この弁は、常時、大気に開放されているので、きたない空気をセルに取り込みがちであるということである。また、ストウは、この弁は、二重の目的を有し、セルの圧力が上昇したならば、安全開放弁として作用すると、述べている。しかしながら、放出要求をかなえるサイズの開き（小さい開きになりがち）が、更に、全く異なる理由である安全な開放として有効的に機能するかどうかということは、明白ではない。それゆえに、ストウの装置は、圧力の上昇が起こったとき、爆発の危険性を低減するのに十分安全な開放の特徴が欠如しているかもしれない。
【０００８】
更に、他の問題は、装置を動作させるのに必要なＰＣＶ真空ラインは、ディーゼルに利用できず、ガソリンの内燃エンジンに利用可能であるということである。更に、水の補充は、約、運転の１０００マイル毎に必要であると見積もられている。そのことは、消費者の使用においては、適切であるかもしれないけれども、そのことは、数日おきにその距離を運転するかもしれない商業自動車の運転者にとっては、不便なことに、頻繁な補充を必要とすることになる。それゆえに、ストウの装置は、ほとんどの商業的な自動車、特に、高い割合の汚染を引き起こす大型ディーゼルトラック、の使用に適さないかもしれない。
【０００９】
他の電解装置は、米国特許４,２７１,７９３に、バルデスピノ（Valdespino）によって開示されている。この特許は、ほとんどのエンジンに関連するバッテリーは、意味のある量の水素ガスおよび酸素ガスを生成するのに十分な電流を供給せず、そのことに応じて、より大きなオルタネータか、または、第２のオルタネータが取り付けられることが必要であると述べている。しかしながら、この配置は、生成される熱の量を増大させ、この熱の量の増大は、立ち代って、自動車冷却システムに供給される別のウオーター・ジャケットの取付を必要とすることになる。これらの追加の構成部品は、コスト高を招き、従来のエンジンと装置の複雑な統合の原因となる。
【００１０】
生成熱の高い水準は、電解液の蒸発損の危険性を招く。この問題に対処するために、バルデスピノは、高いセル内部圧力を維持するための出力ガスラインに、弁を配置している。好ましい圧力範囲は、５０−１５０ｐｓｉ（平方インチにおけるポンド）であり、特に、１００ｐｓｉである。しかしながら、そのような高い内部圧力の維持は、一般的に、爆発の危険性を増大し、電解溶液の日常的な再充填を、いっそう複雑で、かつ、危険性を伴う手続きにする。また、それは、セルの質量に加えて、セルの壁を他の方法よりも薄くすることを強いる。セルからのガスの出力は、蓄圧タンクを通過し、そこから真空下のエンジンの取り入れ口マニホールドに供給される。
【００１１】
この技術に関係するこれらのおよび他の現実的な問題が、解決されないかぎり、添加（追加）燃料として水素および酸素を使用することで可能となる効率の向上および汚染の削減の恩恵を、実現することはできないだろう。
【発明の概要】
【００１２】
必要とされることは、燃焼エンジンの添加燃料としての水素ガスおよび酸素ガスを生成するのに使用される電流装置に関連する問題に打ち勝つ電解セルおよび内燃エンジンキットである。
【００１３】
特に、装置は、それが接続される内燃エンジンの燃焼効率を向上させるのに十分な量の水素ガスおよび酸素ガスを生成するべきである。添加燃料としてのガスの有益性を実現するために、装置は、生成ガスをエンジンに効率的および一定に供給するべきである。好ましくは、装置は、異なるタイプのエンジン、特に、大量に燃料を消費する商業トラックによって典型的に使用されるターボチャージャー付きのディーセルエンジンと、共に働かなければならないだろう。それは、それが中断なしの継続的な運行を通じて、また、凍結する冬および暑い夏の気温を含む、自動車が遭遇することが予期されるかもしれないいかなる気象状況においても、ガスを供給することができるものであれば、有益であるだろう。
【００１４】
装置は、操作が簡単であるべきであり、最小限の操作者の注意とメンテナンスを必要とするべきである。好ましくは、装置は、水の再充填を時折だけ必要とするべきである。また、装置は、比較的単純で耐久性が良い構成部品から構成されると有益であり、その結果、故障がまれになり、サービスは、実行されることが容易になるだろう。更に、他の利点は、大規模なエンジンの修正を必要とすることなしに、装置を、自動車に容易に取付できるだろうということである。
【００１５】
どのようなガス装置においても、必ず、ガス循環システムに閉塞が生じる危険性が存在し、それは、圧力の上昇と爆発を引き起こす。この発明の装置は、高い可燃性の炭化水素燃料を含み、かつ、この装置と極めて近接する一人以上の人を含む自動車で用いられるので、ガス爆発は、深刻な害を引き起こし、他の高く所望される技術の採用することを困難にする。したがって、装置ができるだけこの危険性を最小限にすべく設定されるべきであるということは、重要である。装置は、それゆえに、好ましくは、ガス圧が危険な水準に構築される前に、ガス圧を低減する通風機構を有するべきである。更に、通風機構が機能しない、または、火花が導入されるといった起こりそうもない出来事が行ったとき、装置自身の構造が、続いて起こる爆発を封じ込めることができるならば、特に、有益であり、その結果、自動車の乗員に害が及ぶ危険性がかなり減じられることになる。
【００１６】
この発明の電解セルは、ガスを生成するための拡張ニッケルで構成された電極を使用しており、電解霧として設計された領域を有する。ファンおよびコンデンサは、ガスの温度を低減するのに役立ち、水蒸気を低減するのに役立つ。電気分解は、更に、セルに入力される電力を調整することによって促進される。この方法では、この発明の装置は、爆発を促進するガスの適切な供給を実現する。装置は、圧力下でガスをエンジンに供給し、それによって、ターボチャージャ・ブーストのおかげで、空気取り込み口圧力が高いときでさえ、一定の流れを保証する。必要とされるときにセルに自動的に補充する車中の分離型の給水施設のおかげで、ガスは、継続的に利用可能となる。装置は、極端な気象状況においても、ガスを生成させることを可能にする加熱機構と冷却機構の両方を有する。操作者に必要とされる唯一のメンテナンスは、時折、給水施設を再充填することである。商業的な運転環境のもとでさえ、近似的に３−４週間毎に一度再充填すれば、十分である。セルおよびキットは、頑丈で単純な構成部品から製造され、可動部や複雑な電子機器を有さず、この結果、故障はまれで、サービスは、最小限の費用ですむことになる。更に、装置は、容易に現存するエンジンに接続できる。電力は、自動車のバッテリーから受け、出力ガスホースは、単に、取り入れ口マニホールドの標準入力に固定される。装置は、圧力が標準的な可動水準を越えたならば、内部ガス圧を低減するオーバーラップする安全通風機構を有する。更に、装置は、圧力容器規格に基づいて製造されており、その結果、それは、爆発が起こるというまれな出来事において、実際的な害を抑制し、実際的な害が引き起こされる可能性を低くする。
【００１７】
したがって、内燃エンジンでの燃焼を促進する一つまたはそれより多いガスを生成するシステムであって、
上記エンジンは、取り入れ口を有し、
圧力下で一つまたはそれより多い燃焼促進ガスを生成するための電解セルと、
上記電解セルと上記内燃エンジンを接続するためのガス通路と、
上記電解セルと上記エンジンの取り込み口との間に作動可能な状態で（機能的に）接続されていて、上記燃焼促進ガスの上記エンジンへの流れを調整する流量調整装置と
を備えるシステムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明は、内燃エンジンの燃料添加剤として作用するガスを生成して供給する電解セルと関連するキットを備えるシステムのためのものである。電気分解は、良く知られた過程であり、それによって電流が水をベースとした溶液中を流れることになる。電流は、水分子を分解して、エンジンの方に方向づけられることができる水素ガスと酸素ガスを放つ。これらのガスは、空気取り入れ口からエンジンに注入され、エンジンで使用される炭化水素燃料の燃焼をたすける。
【００１９】
この発明は、特に、内燃エンジンによって動力を供給される自動車に、適用できることがわかる。この発明は、プロパン、メタンまたは天然ガスのような稀な燃料によって動力を供給されるかもしれないフォークリフトやトラクターのような特別な自動車のみならず、ディーゼルエンジンとターボチャージャーを使用する商業トラック、ガソリンエンジンを有する普通の乗用車を含む様々な自動車および燃料に使用されても良い。ここに記述される好適な実施形態は、長距離にわたって商品を搬送するのに一般的に使用されるターボチャージャー付きのディーゼルエンジンで動力が供給される商業用のトレーラトラックのような大型自動車の特別な必要性に対処するべく構成されている。この発明の原理が、この発明の精神をたがえることなしに、他のタイプの自動車や内燃エンジンに適用されるかもしれないということは、当該技術に精通している人には理解されるだろう。
【００２０】
この発明の機械や装置の大まかな概観を、図６に示す。機械は、概して参照番号１０で指し示され、大雑把に、電解セルすなわちセル１２と、交換式貯水器すなわち貯水器１４と、コンデンサ１５と、電子制御装置すなわち電気ボックス１６とを備え、全てはケース１８の内部に取り付けられている。ケース１８は、様々な構成部品にアクセスすることを可能にするために開くドア１７を有している。貯水器１４は、容易なアクセスを可能とするために、ケース１８最高部を貫通して延びる水投入パイプ１９を有する。ケース１８の外側底部表面上の電解セル１２の下側に配置されたファン２０が存在する。電気ボックス１６は、オン／オフスイッチ２１、バイパススイッチ２３、システム作動発光ダイオード（ＬＥＤ）２５および水不足発光ダイオード２７を有する。好ましい実施形態では、二つの発光ダイオード（ＬＥＤ）は、各々グリーンとレッドに着色されている。しかしながら、他の色が使用されるかもしれないことは、理解されることができる。
【００２１】
ケース１８は、金属の薄板から構成されることが好ましい。しかしながら、軽くて強くて、好ましくは、安価な如何なる材質を適用しても良いこということは、理解されることができる。大型のトレーラトラックや同様な自動車に対しては、この発明は、約１２インチの幅、約２４インチの高さおよび１２インチの深さを有するケース１８に収容されているかもしれないことが理解される。このサイズのケースは、都合が良いことには、燃料タンクの傍らのような、自動車の外側に取り付けられるかもしれない。このタイプの自動車では、ケース１８は、十分に頑丈であるべきであり、要素の適正な保護を提供するためにしっかりと密封されているべきである。乗用車や軽量トラックのような小型自動車に適用されたとき、この発明は、小さな寸法を有すると共に、トランク内やエンジン室のような自動車の内側の何処かに取り付けられるかもしれないケース１８に収容されるかもしれないことは、同様に理解されることができる。
【００２２】
図７は、ケース１８から外へ抜け出るおよびケース１８の中に入り込む外部接続を示す図である。自動車のバッテリー（図示せず）のプラスの端子とマイナスの端子の夫々と電気的に直接接続されているプラスのリード２２とマイナスのリーソ２４が存在する。同様に、油圧リード２６は、内燃エンジンの標準機能として提供されている油圧スイッチに直接接続されている。ソレノイドリード２８は、外部ソレノイド３０を作動させる電気的な出力ラインであり、ケース１８の外側に取り付けられている。様々な電気的な入力２２,２４および２６、および、電気的な出力２８は、ケース１８の内側の電気ボックス１６に接続されている。装置１０の他の外部接続は、水注入パイプ１９、および、セル１２を外部ソレノイド３０に接続しているガス導管すなわちガス出力ホース３１を含んでいる。他のガス導管すなわちガス出力ホース３２は、更に、エンジンと外部ソレノイド３０とを接続している。ガス出力ホース３１および３２は一緒になって、セル１２から内燃エンジンまで燃焼促進ガスを運ぶガス導管を構成している。更なるガス出力ホース３５は、外部ソレノイド３０を大気に通風している。
【００２３】
図４は、内燃エンジン１３を有するトレーラトラック型の自動車１１の外側に取り付けられたこの発明１０を示している。外部ソレノイド３０が自動車１１のフレームに都合良く取り付けられていることを見ることができる。エンジン１３は、燃焼過程で使用される空気を受ける取入れ口すなわち空気取り入れマニホールドを有している。ガス出力ホース３２は、補助ホースを受けるために前もって成形されている入力用の標準プラグで、都合良くエンジン１３の空気取り入れマニホールドに取り付けられるかもしれない。
【００２４】
今、電解セルおよびこの発明のキットを、いかに容易に自動車に設置できるかを理解することができる。要求されていることの全ては、ケース１８を取り付けることであり、自動車の固有の型やサイズに対して適切に、自動車の内側または外側の便利な箇所に、外部ソレノイド３０を取り付けることである。ホースは、ケース１８から外部ソレノイド３０まで走り、更に、外部ソレノイド３０から自動車のエンジン１３の取り入れ口まで走っている。電気ワイヤは、バッテッリーおよび油圧スイッチから装置まで走っており、外部ソレノイド３０から外側に走っている。要求される自動車エンジンの修正は存在しない。幾つかの従来技術とは対照的に、追加の出力源や冷却システムが要求されることはない。
【００２５】
図１は、発明１０の前部（フロント）断面図であり、主要な構成部品を示し、特に、システム内側の水とガスの相対位置を示す図である。貯水器１４が、低部に水３３を有し、水３４の上の上部にガス３４を有することが見られるかもしれない。同様に、セル１２が、溶液すなわち電解溶液３６を低部に有し、電解溶液３６の上の上部にガス３４を有している。ミネラルの存在は、電解過程を妨害するかもしれないので、水３３は、好ましくは蒸留されている。ガス３４は、電解によって放出されるどれか一つ、または、それより多い燃焼促進ガスを表現し、好ましい実施形態では、水素ガスと酸素ガスの混合を表現しており、分離したガス分子のみならず、水素酸素結合ペア（hydrogen-oxygen bond pairs）を含むかもしれない。
【００２６】
装置１０の底部には、貯水器１４およびセル１２を支持する土台を形成する下側ブロック３８がある。下部ブロック３８は、好ましくは、断熱性を有すると共に、水３３、ガス３４および電解溶液３６の伝送によって傷が付かない硬いブロック状の材質から構成されている。材質は、強くて耐久性があるべきであるが、それはまた、好ましくは、表面に沿ってエッチング加工が可能であるべきであり、内面を貫いて穴を空けられるか、またはくり抜かれることが可能であるべきである。この方法では、表面エッチングは、隣接する構成部品との適合をスムーズにするようになされ、内部経路は、液体またはガスの循環を可能にするべく形成されることができるだろう。極端に高い分子量のポリエチレンが、好ましい材質であるということが見出されるだろう。このタイプのポリエチレンは、液体あるいはガスを吸収しなくて、密度が高く強固で、−４０℃のような極端に冷たい温度でさえクラッキング（亀裂）に持ちこたえることができる。同様な性質を有する他の材質は、それらが適切な結果を供給するのであれば、また使用されるかもしれないということは理解されることができる。貯水器１４およびセル１２を支持するための、図１における下部ブロック３８は、都合良く、その上部表面の中にエッチングで形成された二つの円形溝を有し、上記上部表面は、貯水器１４とセル１２の底部端面ぴったり適合するように形成され、上記二つの円形溝の両方は、形状が円筒型であり、円の下端を有している。また、下部ブロック３８は、三つの内部通路を有していることが示されている。貯水器１４を外部バルブすなわち栓４４を通りすぎて外部コック４２に接続する通路４０がある。貯水器１４に溜められている水３３は、自然に通路４０を満たし、栓４４が閉じられているとき、栓４４で止められている。栓４４が開かれているとき、貯水器１４からの水３３は、コック４２を通じてユニットから流出するだろう。セル１２をプラグ４８に接続している同様な通路４６がある。ユニットの点検をスムーズに行うために、プラグ４８を取り除くことによって、電解溶液３６は、都合良くセル１２から流出するかもしれない。
【００２７】
注入口すなわち水路５０は、逆止弁５２を通じて貯水器１４の底をセル１２の底まで接続している。逆止弁５２は、一般的に、一方向に流体を通過させ、逆方向の流れを阻止するための止めとして作用する調水部品として使用される。この場合では、逆止弁５２は、貯水器１４からセル１２への水を通過させ、セル１２から貯水器１４への電解溶液３６の逆の流れを阻止するように設定されている。また、逆止弁は、予め設定された圧力レートを有し、弁の向こう側の圧力が上記レート値を上回ったときだけ、流体が前方向に流れることができるようになっている。下記に詳述するだろうように、逆止弁５２は、好ましくは、６ｌｂｓ（ポンド）に設定されている。それゆえに、貯水器１４における水３３およびガス３４の圧力が、セル１２における電解溶液３６およびガス３４の圧力よりも６ポンドより大きく上回ったとき、水３３は、貯水器１４からセル１２に流れるだろう。
【００２８】
下部ブロック３８または同様な装置が、セル１２および貯水器１４を固定する機能を果たし、更に、水３３と電解溶液３６の要求される流れを提供するのであれば、異なるパターンのエッチングまたは内部通路の配置が、また、容認されるかもしれないということは理解されることができる。
【００２９】
この発明の好ましい実施形態では、貯水器１４は、約１４ 1/2’’高さ、４ 1/8’’直径のスレンレス鋼シリンダーであり、約３.２５リッターの収容能力を有している。貯水器１４は、強くて熱伝導性の材質から構成されることが好ましい。それに対応するような、それらの性質を有するステンレス鋼以外の他の材質が、また使用されるかもしれない。寸法、形状、貯水器１４の収容能力は、この発明の異なる配置に適切に適合するように、変化させられるかもしれないということは、理解されることができるだろう。特に、体積すなわち貯水器１４の収容能力の増大や減少は、夫々、操作者が貯水器１４のつめかえに着手する間に、装置１０が操作されるかもしれない時間的な期間を増大または減少させるだろう。
【００３０】
貯水器１４は、上部ブロック５４によって上端が制限されており、上部ブロック５４は、以前に記載された下部ブロック３８と同じ材質から成ると共に、以前に記載された下部ブロック３８と同じ性質を有する。それに応じて、上部ブロック５４は、貯水器１４の円形の上部端面とぴったり適合するように形成されている底部表面に、エッチングによって形成された円形溝を有するかもしれない。上部ブロック５４は、三つの内部通路を有することが示されている。貯水器１４を水注入パイプ１９と接続する通路５６が存在している。水注入パイプ１９の先端に適合されている取り外し可能なキャップ２９は、ガス３４が大気中に放出されないようにしている。キャップ２９は、好ましくは、ゴムのシールを有するステンレス鋼から形成されており、貯水器１４に再補給するべく水注入パイプ１９を通じて水を注ぐために取り除かれるかもしれない。異物の混入を防止するために、ロック機構（図示せず）が、好ましくは、キャップ２９に取りつけられているべきであり、さもなければ、水注入パイプ１９の開いた先端にはめ込まれているべきである。
【００３１】
通路５８は、上部ブロック５４の側壁に固定されている大気放出板６０へのガス３４の移動を可能にする。大気放出板６０は、ガス３４の圧力に敏感に反応する機械要素であり、ガスの圧力３４が事前に設定された値すなわち事前に決定された安全な放出圧力を越えて上昇したとき、物理的に大気放出する、すなわち、壊れるように構成されている。大気放出を行っている際、ガス３４は、貯水器１４の領域から大気放出板６０の開いた部分を介して大気中に放出され、その結果、貯水器１４の内側の圧力は急速に大気圧まで減少するだろう。この発明の好ましい実施形態では、大気放出板６０は、６０ｌｂｓ（ポンド）の事前に設定された安全な開放圧力で、大気放出するように選定されている。リードスイッチ（図示せず）が、好ましくは、大気放出板６０に固定されている。大気放出板６０が大気放出したとき、リードスイッチが起動して電気ボックス１６に信号を送り、それによってユニットが圧抜きされていることをシステムに警告するようになっている。上部ブロック５４における他の通路６１は、図１にドット輪郭で示されるマニホールド６４に接続しているホース６２にガス３４を接続させている。
【００３２】
貯水器１４の内側には、先端が上部ブロック５４の底部表面に取り付けられている流体面検出器６６が存在している。流体面検出器６６は、シャフト６８、止め７０および浮き７２を有し、上記浮き７２は、シャフト６８にそって摺動するようになっている。また、ドット線７４で表現されている最大充填水準の位置におけるシャフト６８の内側に配置されるリードスイッチ（図示せず）が存在する。水が水注入パイプ１９に注がれたとき、水３３の水準は止め７０の上に上昇し、浮き７２を止め７０の静止位置から上昇させるだろう。浮き７２が更に最大充填水準７４に上昇したとき、浮き７２はリードスイッチとかみ合い、ブサー（図示せず）を作動させて貯水器１４に水を供給することを停止させることを操作者に警告する信号が送られる。最大充填水準７４は、意図的に、上部ブロック５４の下方に幾分距離が存在するように設定されており、その結果、水が凍って氷になったとしても、それはユニットが凍る温度で長時間オフにされっぱなしにされたならば生じるだろうけど、水を収容する余地があるようになっている。好ましい実施形態では、この距離は、先端から略１.５インチである。最大充填水準７４になったとき貯水器７４に補水することを停止することを操作者に警告するべく機能するのであれば、流体面検出器以外の他の手段が、使用されても良いということは理解されることができる。
【００３３】
次に、電解セル１２のことを考えると、セル１２の上部には、分離ブロック７６、コンデンサ１５および上部ブロック７８が存在する。全長で、セル１２の土台からコンデンサ１５の先端までの高さは、約１４ 1/2’’であり、近似的に貯水器１４と同じ高さである。セル１２およびコンデンサ１５は、両方とも、約４ 1/4’’の直径を有するシリンダーであり、近似的に、貯水器１４の直径と同じ直径を有するシリンダーである。セル１２の単独の高さは、好ましくは、８インチから１２インチの間であり、好ましい実施形態では１０インチである。これらの寸法が、この発明の異なる構成に適切に対応させるために、変化させられるかもしれないということは、理解されることができるだろう。
【００３４】
電解セル１２は、電解過程の手段となる二つの電極、すなわち、カソード電極すなわちカソード８０と、アノード電極すなわちアノード８２とを有する。また、テンショナ８４が示されている。以下に更に詳細に示されるように、テンショナ８４は、カソード８０の二つの部分の間の電気接続を維持するために使用されている。
【００３５】
セル１２の内部には、セル１２内の電解溶液３６の水準を検出する浮きセンサすなわち流体面検出器８８が存在している。この要素は、分離ブロック７６の底部表面に先端を接続するようにして定位置に固定されている。流体面検出器８８は、三つの浮き、すなわち、トップすなわち安全浮き９０と、中間すなわち充填浮き９２と、再充填すなわち低位浮き９４とを備えている。安全浮き９０と充填浮き９２の間には、止め９６が存在し、充填浮き９２と低位浮き９４との間には、止め９８が存在し、流体面検出器８８のシャフトの底には、止め９９が存在している。各浮きは、近接する高位の止めと近接する低位の止めによって定義される流体面検出器８８のシャフトの部分に沿って摺動する。流体面検出器８８のシャフトに埋め込まれた四つのリードスイッチ（図示せず）が存在する。第１のリードスイッチは、所定の高位地点であるシャフトの先端近傍に配置されており、安全浮き９０によって作動させられるようになっており、第２のリードスイッチは、所定の充填地点である止め９６の下に配置されており、充填浮き９２によって作動されるようになっており、第３のリードスイッチは、所定の再充填地点である止め９８の下に配置されており、第４のリードスイッチは、所定の低位地点である止め９９の近傍に配置されている。上記第３のリードスイッチおよび第４のリードスイッチの両方は、再充填すなわち低位浮き９４で動作されるようになっている。セル１２の本体すなわちシリンダーは、主に、電解溶液３６を収容すると共に、その上にガス３４が存在する内部空間を画定している。液体溶液すなわち電解溶液３６は、好ましくは蒸留水中に水酸化カリウム（ＫＯＨ）を混合した液体である。好ましい濃度は、体積でＫＯＨが３３％である。しかしながら、適切な結果を生み出すのであれば、他の濃度が受け入れられるかもしれないということが、理解されることができる。電解溶液３６は、いかなる消泡剤も含まないことが好ましい。というのも、この物質は、電極間を移動し、電気分解を妨げるからである。
【００３６】
電解溶液３６が一度混合されたならば、水成分は規則的に補充され、ＫＯＨは、一般的に、通常使用であれば、約３年後に補充を必要とする。電解溶液３６は、この発明のキットと一緒に、最初に供給されることが好ましく、その後、ＫＯＨ成分は、資格を有するサービス要員によってのみ補充されることが好ましい。ＫＯＨへのアクセスは、資格を有するサービス要員に制限されることが好ましい。といういのも、ＫＯＨは腐食性材料であり、その使用に精通していない人が取り扱いを誤れば、思いがけない害が引き起こる可能性があり、ＫＯＨの正確な割り当ては、効率的な電気分解を得るのに重要であるからである。詳細に議論されるように、電解溶液３６の水成分は、貯水器１４から規則的および自動的に補充される。
【００３７】
図３は、カソード８０とアノード８２を詳細に示している。この図から、カソード８０は、二つの部分、すなわち、外部ケーシング１００および内側網１０２を備えることが見られることができる。図から見られるように、外部ケーシング１００、内側網１０２およびアノード８２は、全て円筒形状に成形されており、同じまたは近似的に同じ高さを有し、近似的に同じ幅になっている。各電極の高さは、約１０インチである。外部ケーシング１００は、直径が約４ 1/4であり、内側網１０２およびアノード８２は、外部ケーシング１００内に適合するように、各々次第に僅かに直径が小さくなっている。アノード８２は、図３にドットラインで示すスペーサ１０４によって、カソード８０から、もっと詳細には、内側網１０２から、物理的に離されて配置され、電気的に遮断される。好ましい実施形態では、スペーサ１０４は、二つのリングを備え、この二つのリングは、アノード８２を取り囲み、各々は近似的に１／１６インチの厚みになっている。スペーサ１０４は、アノード８２とカソード８０とを、安全に離れた状態で、しかしながら、電気分解が生産的に続行されるのを許すのに十分な程度の近さに維持している。スペーサ１０４の好ましい材質は、プラスチックである。というのも、プラスチックは、電気的な絶縁性を有し、耐久性があり、ＫＯＨによる劣化に対して抵抗力があるからである。しかしながら、同様な特性を有する他の材質が、また容認されることができるだろうということは、理解されることができる。なお、スペーサ１０４は、カソード８０とアノード８２との安全な隔離を維持する機能を実現できるのであれば、異なった数のリングを使用することによって形成されるかもしれず、または、リングと異なる構造を有するかもしれない。
【００３８】
それらの同じような直径のおかげで、内側網１０２の外側シリンダー表面は、その表面の全てにおいて、必然的に外部ケーシング１００の内側シリンダー表面と接触し、実質的に一つの有形のユニットとしてのカソード８０を形成している。更に、電気的な接触を保証するために、テンショナ８４は、スペーサ１０４の一つのちょうど背後のアノード８２の内側に配置されている。その位置では、テンショナ８４は、アノード８２とスペーサ１０４に対して外へ向かう圧力を及ぼし、その結果、スペーサ１０４が、二つの接触点１０５で内側網１０２を外部ケーシング１００にしっかり押圧する原因になっている。テンショナ８４は、好ましくは、両端にナイロンのブッシング（bushings）を有するねじが切られたニッケルロッドである。ブッシングは、外に向かう所望の圧力を維持するのに適切な位置に到達するために、ロッドにしたがってねじが切られているかもしれない。カソード８０およびアノード８２の両方は、導体であるべきであり、金属のような導電体から作られているべきである。というのも、これらの要素の電気伝導は、電解過程を達成するのに必要であるからである。カソード８０は、二つの部分を備えているので、内側網１０２が伝導体であり外部ケーシングが伝導体でない実施形態が、また容認されるかもしれない。好ましくは、電極は、ニッケル、白金、パラジスム、ロジウムまたはチタンのような貴金属の純形式から形成される。貴金属は、ＫＯＨと反応しないという利点を有し、電子をかすことによって電気分解を促進するべく便宜を図り、電解溶液３６中の電流を増強する。貴金属でない金属を有する混合物よりも純粋な貴金属が、望ましい。というのも、貴金属でない金属は、ＫＯＨと反応して電極をメッキまたは腐食するかもしれないからである。この発明の好ましい実施形態では、「ニッケル２００」のような純度水準を有するニッケルが、適切な結果を供給することがわかる。ニッケルの利点は、それがたくさんの反射エッジ（reflective edge）を有する立方面中心分子構造（cubic-faced center molecular structure）を所有しているということである。電気分解から生成されるガスが、電極上のエッジ（edge）の数に比例して増強されることは良く知られている。ニッケルの他の利点は、生得的に強いということであり、その結果、カソードおよびアノードを堅くて耐久性を有するようにすることができるということであり、また、それは、他の貴金属の幾つかと比較してコストが低いということである。他の貴金属または容認できる量の水素を生成する他の金属が、また適切であるだろうということは、理解されることができる。
【００３９】
好ましい実施形態では、外部ケーシング１００は、スケジュール（schedule）１０の均一なニッケルパイプから構成される。それに対して、すくなくとも一つ、好ましくは、内側網１０２およびアノード８２の両方は、拡張金網、好ましくはニッケルの拡張金網から構成される。拡張金網は、表面上にスリットのカットを有し、対辺から引き伸ばされると、金属が薄くなり、穴１０３の規則的なパターンが、表面に沿って発生する。拡張金網の片の対辺は、そのとき、シリンダーを形成するために、接合される、または、端に沿って折り重ねられる。図３に示されているように、穴１０３は、ダイアモンド形状になる傾向があり、多数の付加的なエッジを生成する傾向がある。拡張金網の引き伸ばされた、または、広げられた程度は、全体の表面積に対する隙間の表面積（オープン表面積）のパーセンテージとして表現されている。それゆえに、５０％拡張と設定された金属は、表面の５０％に隙間すなわち穴を有し、表面の他方の５０％に金属を有する。拡張の高い程度は、ふつう、望ましいいっそう多くのエッジを生成するという見返りがある一方、より薄い金属という結果をもたらし、より弱くなり、より多くの熱を生成する。好ましい実施形態では、最大５０％の拡張ニッケルが、適切な結果を作り出すということがわかる。しかしながら、より新しい冶金の手法が発展するにつれて、適切な結果は、５０％より大きな拡張ニッケルまたは他の金属から得られるかもしれないということは、理解されることができる。
【００４０】
カソード８０を二つの部分に設計する利点は、今、理解されることができる。外部ケーシング１００は、セル１２のケースを構成する。これは、有益であるために、継ぎ目のない堅いパイプであり、電解溶液３６がセル１２から漏れないように維持し、外側の不純物がセル１２の領域に流れ込むことを防止する。一方、内側網１０２は、カソード８０の内側表面を構成し、拡張金網でそれを構成することによって、多数のエッジを有するという電気分解における利点を提供する。言及したように、アノード８２もまた、好ましくは、拡張金網から構成される。この発明の電解セル１２が、立方面中心分子構造を有するニッケルのような貴金属の使用と共に、拡張金網からなる両電極の構成のおかげで、多数のエッジを有するということは、それゆえに理解されることができる。
【００４１】
カソード８０の位置およびアノード８２の位置は、逆にされることができ、アノード８２を、外部ケーシング１００と内側網１０２とを有する外側電極にすると共に、カソード８０を内側電極にすることができ、セル１２の効率に如何なる影響も及ぼさないようにすることができるということは、また、理解されることができる。実際的な言い方をするなら、これは、単に、電極端子への電気入力をスイッチすることによって達成されることができる。同様に、接近して配置された二つのシリンダー以外の異なる電極構造は、また、それらが適切な結果をもたらすのであれば、使用されることができる。
【００４２】
図１に戻ると、カソード８０とアノード８２は、セル１２の最大の高さまで広げられ、上記セル１２の最大の高さは、好ましい実施形態では、１０インチであるということが、見られることができる。電極は、望まれるなら、セル１２の最大の高さよりも小さく作られるかもしれないということは、理解されることができる。電解溶液３６は、電極の高さよりも低い水準でセル１２の低部を満たし、ガス３４は、上部すなわち電解溶液３６の上の空間を占める。ガス３４によって占められる電解溶液３６の上のセル１２の部分は、電解霧１０６のためのガス空間として設計されている。好ましい実施形態では、電解溶液３６の水準は、約８インチであり、ガス空間１０６は、それゆえに約２インチの高さである。見られるだろうように、セル１２の動作中、これらの水準は、電解溶液３６の水準が低下するにつれて、夫々約６インチおよび４インチに変動するかもしれず、そのとき、水３３が補充される。一般的には、電解溶液３６の上に、１／２インチから３インチの間、好ましくは少なくとも１インチの、更に好ましくは、２インチの、最小ガス空間が、存在することが望ましいと考えられている。
【００４３】
このガス空間１０６は、自動車が勾配を上がっているとき、または、自動車がこぶの上を通過するとき、以下に語論するように、「高水位アラーム」を作動させない電解溶液３６がはねる空間または隙間を提供している。カソード８０およびアノード８２がガス空間１０６を形成すべく、電解溶液３６の上に広がるようにセル１２を設計することが、適切な結果を提供するということを、また、見い出すことができる。この発明のガス空間または電解霧１０６は、一般的に電極が完全に液体溶液中に潜水することが維持される従来技術の多くと全く異なっている。
【００４４】
流体面検出器８８の浮きおよびリードスイッチは、セル１２における電解溶液３６の水準の情報を提供する。電解溶液３６がセル１２を満たすにつれて、低位浮き９４が止め９８によって止められるまで上昇し、充填浮き９２は、止め９６によって止められるまで上昇する。それが上昇するにつれて、充填浮き９２は、第２のリードスイッチを稼動し、セル１２に水を充填することを停止するべくシステムに警告する。これは、セル１２の最大位置であり、図１に表現されている状態であり、ここで、低位浮き９４および充填浮き９２は、移動範囲の最高位であることが見られるかもしれず、安全浮き９０は、止め９６上に静止する範囲の底であることが、見られるかもしれない。この最大位置では、ガス空間１０６は、約２インチの高さであり、電解溶液３６は、それゆえに、約８インチの高さである。
【００４５】
水がセル１２に充填され続けるならば、安全浮き９０が上昇するだろう。安全浮き９０が第１のリードスイッチを稼動する地点まで上昇すれば、［高水位」アラームまたは信号が、電気ボックス１６に送られ、ユニットがシャットダウンすることになるだろう。安全対策は、上昇しつづけてエンジン１３に入り込む可能性がある電解溶液３６の水準の危険性を非常に小さなものにするべく提供されている。ここで、ＫＯＨは、エンジン１３に害を及ぼすことを証明することができるだろう。
【００４６】
自動車１１が勾配を上るまたは自動車１１がこぶを通過するとき、結果としておこる電解溶液３６のはねは、安全浮き９０を上昇させる原因になるかもしれないということは、また理解されるだろう。「高水位」アラームを作動させるこの種の現象は望まれないので、流体水準検出器８８は、好ましくは、セル１２の上部表面の中心に固定される。この配置は、間違ったアラームを避けるのに役立つかもしれない。というのも、自動車が勾配を上っているとき、流体水準の上昇は、中心よりもむしろセル１２の周辺の方でいっそう観測されがちであるからである。
【００４７】
セル１２が稼動され続けるにつれて、電解溶液の水準は低下し、充填浮き９２が、止め９８に静止するまで低下する原因となり、続いて、低位浮き９４が低下し、最終的には、第３のリードスイッチを作動する。この出来事によって、信号は、再充填を呼び出す信号が送られるだろう。非常に詳しく議論されるだろうように、再充填は、充填浮き９２が第２のリードスイッチを作動するべく上昇するまでに、入口すなわち水路５０を通じてセル１２に入る貯水器１４からの水３３に関係する。再充填が起こらない場合には、電解溶液３６の水準は、ユニットをシャットダウンする低水位信号を作動させる第４のリードスイッチが低位浮き９４によって作動させられるまで、低下し続けるだろう。この出来事は、また、電気ボックス１６上の赤い「低水位」ＬＥＤ２７を点灯させ、自動車運転者に、ユニット１０が「低水位」状態によって稼動を停止しているということを視覚的に指し示す。ユニットは、到達したこの状態下ではシャットダウンされる。というのも、非常に低い水準では、電解溶液３６中のＫＯＨの濃縮が、非常に偏って高くなっているからであり、非常に偏って高いということは、容認できない量の熱の生成を導くからである。下記に記述するように、この状態では、ユニットは、操作者に、手動によって再充填されることによってオンライン状態に戻されるかもしれない。
【００４８】
流体面検出器８８が、電解溶液３６の水準を安全で効率的な作業範囲に維持するために必要な情報の帰還（これには水準が非常に高いかまたは低いときにシステムをシャットダウンすることが含まれるが）を供給することは、理解されることができる。
【００４９】
分離ブロック７６は、セル１２の先端に適合し、好ましくは、前に議論された低部ブロック３８と同様なポリエチレン製のブロックである。したがって、好ましくは、円形溝が、分離ブロックの上部または低部表面に、コンデンサ１５とセル１２の各々のシリンダーの先端とのぴったりとした適合を形成するために、エッチングで形成される。分離ブロック７６は、セル１２で生成されたガス３４を受ける出口として作用する内部通路１０８を有し、これはガス３４が電解霧１０６からコンデンサ１５に至るまで上昇するのを可能にする。通路１０８は、ガス３４が不当な制限をうけることなしに流れるのに十分な幅の広さとなっており、また、分離ブロック７６がセル１２とコンデンサ１５の間の断熱材として機能するのに十分な狭さとなっている。好ましい実施形態では、適切な結果は、約１／２インチの直径を有する通路１０８によって達成される。
【００５０】
コンデンサ１５は、高さが約３ 1/2インチで、直径が４インチである継ぎ目のないステンレス鋼シリンダーである。分離ブロック７６によって提供される物理的な分離によって、コンデンサ１５は、その領域内のガス３４を熱的に孤立させ、それをセル１２内の電解霧１０６中のガス３４よりも近似的に１０℃冷たく維持する。温度差の効果は、ガス３４によって運ばれる水蒸気の多くを凝縮し、コンデンサ１５の内部壁上に水滴を形成する。これらの水滴は、セル１２の電解溶液３６中に、通路１０８を通じて戻るべく、ぽたぽた落ちる傾向があるだろう。また、異なる材質が、それはステンレス鋼のように水蒸気を凝縮し、好ましくは熱伝導体であるが、コンデンサ１５を構成するのに使用されるかもしれないということは、理解されることができる。
【００５１】
セル１２の先端には、上部ブロック７８があり、この上部ブロック７８は、前に議論されたものと同様な他のポリエチレンブロックである。以前のように、上部ブロック７８の下側表面は、好ましくは、エッチングされており、コンデンサ１５のシリンダーの上端と適合する円形溝を有している。上部ブロック７８は、圧力スイッチ１１２に導く通路１１０を有し、この通路１１０は、好ましい実施形態では、所定の３５ｌｂｓの安全な開放圧力で、作動する圧力センサセットである。ねじか切られた堅いニッケルロッドの形式のアノード端子１１４が存在する。図１に見られるように、アノード端子１１４は、上部ブロック７８の先端の上からコンデンサ１５および分離ブロック７６を介して降下してアノード８２まで延びており、アノード８２と接触している。更に、上部ブロック７８には、ガス３４をマニホールド６４の方に運ぶホース１１８と接続されている通路１１６がある。また、ガス３４をホース１２２および流量調整弁１２４を通じてマニホールド６４に運ぶ通路１２０が存在する。流量調整弁１２４は、セル１２とエンジン１３の取り入れ口との間を作動可能な状態で（機能的に）接続し、セル１２からエンジン１３へのガス３４の流れをエンジン１３の空気取り入れ口の圧力に応じて調整する。好ましい実施形態では、流量調整弁は、排気弁であり、２０ｌｂｓの圧力に設定された逆止弁の形式となっている。図１に示されるように、逆止弁１２４は、好ましくは、ホース１２２の差込口におけるマニホールルドよりも外側に固定されている。
【００５２】
好ましい実施形態では、逆止弁１２４は、ガス３４が開放圧力すなわち２０ｌｂｓに到達してまさにこの圧力を上回る際に、ガス３４をエンジン１３に放つように設定されている。議論されるだろうように、この圧力は、エンジン１３の空気取り入れ口における圧力の動作範囲の上限に関係する。また、排気弁と異なるタイプの流量調整弁が、それらがエンジン１３へのガスの流れを適切に調整できさえすれば、使用されるかもしれないということは、理解されることができる。
【００５３】
次にマニホールド６４のことを考えると、内部通路１２６が、マニホールド６４を介してガス３４の循環機能を提供することが示されている。内部通路１２６は、貯水器１４からのホース６２、セル１２からのホース１１８、逆止弁１２４を介するセル１２からのホース１２２および外部ソレノイド３０通ずるガス出力ホース３１と接続している。内部通路１２６が、セル１２からのガス３４をホース１１８および６２を通じて貯水器１４に接続するガス接続通路を、つくりだしていることは、注意する必要があるかもしれない。
【００５４】
また、マニホールド６４は、安全開放弁、すなわち、安全ソレノイド１２８および充填ソレノイド１３０を備え、それらは、個々におよび平行に、内部通路１２６とガス出力ホース３１との間の通路を開閉する。同様に、貯水器１４からのホース６２とセル１２に向かうホース１１８との間の通路を開閉する貯水器ソレノイド１３２がある。図１では、ソレノイド１２８,１３０および１３２は、弁を意図して例解表現されている。というのも、それらの機能的な効果は、内部通路１２６内を流れるガス３４の通路を開閉することであるからである。また、マニホールド６４は、事前に１１ｌｂｓに設定されている圧力スイッチ１３４と、事前に決定された４０ｌｂｓの安全開放圧力に設定された圧力センサである圧力スイッチ１３６とを有するということが、図から見られることができる。
【００５５】
圧力スイッチ１３４および１３６が貯水器１４からガス３４を運ぶホース６２に直接接続されていることが見られるかもしれない。それゆえに、好ましい実施形態では、これらの圧力スイッチは便利であるという理由で、マニホールド６４に据え付けられているけれども、機能的には、それらは、貯水器１４内のガス３４の圧力に反応し、貯水器ソレノイド１３２の設定に影響を受けないものであれば良い。同様に、図１に示すように、ホース１２２は、逆止弁１２４を通じてセル１２からマニホールド６４にガスを運ぶけれども、逆止弁１２４を通りすぎた出力は、ガス出力ホース３１に直接接続されており、排出ソレノイド１２８または充填ソレノイド１３０の設定によって影響を受けない。
【００５６】
図１には、図示の明快さのために、マニホールド６４の内部配置は、機能関係（functional terms）で表現されており、必ずしもマニホールド６４の実際の内部メカニズムを表現していない。当該技術に精通している人は、構成部品および提供された機能的記載に基づいて、機能的に等価なマニホールドを容易に構成することができるということは、理解されることができる。この発明の好ましい実施形態では、特に水素の移動を制御すべく構成されると共に、ドイツのバーカートカンパニー（the Burkert Company of Germany）によって製造されたソレノイドが、適正な結果を提供することがわかる。
【００５７】
図１は、更に、外部ソレノイド３０に接続されたガス出力ホース３１が示される。外部ソレノイド３０は、少なくとも二つの配置を有する三方向ソレノイドの形式のスイッチで切り替えができるバルブである。外部ソレノイド３０は、一の配置で、ガス出力ホース３２および逆止弁１３８を通じてエンジン１３に、ガス出力ホース３１を接続すべく設定されるか、または、他の配置で、ガス出力ホース３５および逆止弁１３９を通じて大気へ排出すべく設定されている。逆止弁１３８および１３９は、各々１／１０ｌｂに設定され、主に、外側空気がセル１２に入ってセル１２を汚染する可能性を妨げるのに役立つ。外部ソレノイド３０は、ソレノイドリード２８によって提供される接続を通じて電気ボックス１６によって、適切に設定される。一般的に、外部ソレノイド３０は、この発明の装置１０が動作してガスを生成しているとき、ガス出力ホース３２を通じてエンジン１３に接続するように設定され、装置１０がシャットダウンの状態になっているとき、ガス出力ホース３５を通じて大気に排出するように設定され、システムからガスを一掃することが要求されている。述べたように、ガス出力ホース３２は、補助ホースを受けるために予め成形されている入力プラグで、エンジンのインテークマニホールドに都合よく固定されているかもしれない。
【００５８】
この発明の好ましい実施形態では、ガス出力ホース３１およびガス出力ホース３２は、約３／８インチの直径を有する。様々な内部通路と同様に、ホース６２、１１８および１２２のようなシステムにおける他のホースの直径は、また、構成部品同士の便利な結合を容易にするために、近似的に３／８インチであることが好ましい。この発明の他の実施形態が、異なる直径を有すると共に、異なるガス圧やガス生成水準で作動するシステムにいっそう適正であるかもしれないホースを使用するかもしれないということは、理解されるだろう。
【００５９】
図２は、図１の機能的な断面で示されたような同様な前方図に基づいて、この発明の装置１０の要素を示す図である。上記に記載された貯水器１４、電解セル１２、ポリエチレンブロック３８,５４,７６および７８、マニホールド６４およびマニホールド６４に接続された様々なホースが、示されているかもしれない。図２はまた、貯水器１４に固定されたケース取付金具１４３およびセル１２に固定されたケース取付金具１４５および１４７を示している。これらの三つのケース取付金具は、ケース１８に固定されている貯水器１４またはセル１２をしっかりと保持する。ケース取付金具１４５および１４７を介するカソード８０の、自動車の本体に固定されているケース１８に対する電気的な接続は、カソード８０がほとんどの自動車に標準的な「負のグランド」を手に入れるだろうということを意味している。
【００６０】
図２は、また、貯水器１４の側にケース取付金具１４３によって固定されている二つの電力調整手段すなわち電源装置１４４を示している。電源装置１４４は、電流を漸増させ、かつ、電圧を減少させる標準的な１０−１６電圧型のＤＣツーＤＣ変圧器である。各電源装置１４４は、電気ボックス１６から１１.１ボルトで近似的に６.９アンペアの電流を受け、減少された２.４ボルトの電圧で近似的に２３.９の増幅された電流を、セル１２の電極に出力する。カソード８０への電気的な入力は、ケース取付金具１４５でされ、アノードへの電気入力は、アノード端子１１４でされる。ケース取付金具１４５、それゆえに、カソード８０は、自動車の電気グランドとして保持され、電極への出力は、本質的にアノード８２に供給される。電源装置１４４の電流および電圧の出力は、適切な結果を提供するけれども、この発明の他の実施形態は、異なる電流および電圧設定から適切な結果を得るかもしれないということは、また、理解されることができる。
【００６１】
貯水器１４は、述べたように、好ましくは、ステンレス鋼のような、強くて熱を伝導する材質から構成される。
【００６２】
好ましい実施形態では、貯水器１４は、米国のカリフォルニアのエンビロトロール社（Envirotrol,Inc.）によって製造されているタイプのようなセラミック化合物から成る断熱スプレーの二つの皮膜を受ける。スプレーは、貯水器１４の外側表面上に近似的に２６／１０００インチの厚さの断熱層を分配する。この材質によって提供される断絶は、十分な熱の保持を提供することがわかる。貯水器１４の全体表面は、露出された金属として残される約１／２インチの幅の垂直な帯１４２を除いて噴霧されている。
【００６３】
セル１２を稼動する電気的な出力を供給することに加えて、電源装置１４４はまた、貯水器１４のヒーターとして作用する二重の目的をつとめる。これは、貯水器１４上に、二つの電源装置１４４を、それらの金属表面の一部を露出された金属帯１４２に接触するように、固定することによって実現される。この方法では、電源装置１４４によって自然に生成された熱は、貯水器１４のステンレス鋼表面に伝わる。他方、貯水器１４の表面を被覆している断熱材は、伝導熱が貯水器１４の内側に保持されるのを助ける。電源装置１４４のこの配置の利点は、自動車が凍る天気で長時間停止状態におかれたとき、それが貯水器１４の内側に形成されるかもしれない氷を溶かす熱を提供することである。セル１２内の電解溶液３６を再充填することが必要なとき役に立つように、氷は、水３３を使える状態にするために溶かされなければならない。電源装置１４４によって提供される熱は、この点において適切な結果を提供する。貯水器１４の内側の水の水準が最大の充填水準７４であり、氷が堅いブロック状に凍っている最も極端な場合には、好ましい実施形態における電源装置１４４からの熱は、近似的に２時間の溶解時間で、氷のブロックを溶かし、貯水器１４内に液体の水３３を再現することがわかる。
【００６４】
また、図２は、電解セル１２のカソード８０の外側表面上に、金属ジャケットすなわちヒートブランケット（heat blanket）１４６を示している。ヒートブランケット１４６は、導線の内部フィラメントを有するステンレス鋼のシートである。電流がワイヤに適用されたとき、ワイヤからの熱は、金属ジャケットに伝導し、より広い領域上に熱を分配する。ヒートブランケット１４６は、極端に冷たい気候においてセル１２を温めるために提供される。電解溶液３６は、水の凝固点よりも低い凝固温度を有し、そのような気候においても実際には凝固しないけれども、ある程度密になる傾向がある。電気分解が、この環境で試みられたとき、電気分解を達成するのに必要な電流は、多少増加する。必要な電流は、自動車の電気システムにかなりの浪費を負わし、オルタネータの内側の調整器に損傷を与えるかもしれない。
【００６５】
オルタネータへのダメージの危険性を回避するために、この発明の好ましい実施形態では、セル１２の温度が起動時において、所定の１０℃の冷温よりも低いときはいつでも、電気ボックス１６からの出力は、電源装置１４４よりもむしろヒートブランケット１４６に向けられる。ヒートブランケット１４６は、セル１２と同様の出力を取り出すよう設定されており、自動車の電気システムの過度の浪費がないようになっている。ユニットが、ある時間の間動作され、セル１２の温度が−１０℃を越えて上昇した後、電気ボックス１６からの電流は、電源装置１４４に再度向けられ、電気分解を始めることができるようになる。好ましい実施形態では、−４０℃で開始すれば、−１０℃に到達するのに約４５分かかることがわかる。電気分解は、電解溶液３６中に熱を発生させる発熱反応であるので、自動車１１が走り、装置１０が稼働する時間が経過するとともに、セル１２の温度は上昇し続け、−１０℃の下に落ち込むことはない。それゆえに、もしヒートブランケット１４６が必要とされるならば、それは、一般的に、旅行の始まりの限られた時間の間だけだろう。
【００６６】
選ばれた位置における温度検出は、温度センサ、好ましくはサーモディスクの形式の温度センサ、の使用を通じて得られる。これらの装置は、予め設定された温度に到達したとき、電気的な接続を開閉することができるスナップバイメタルディスクを備える。それらは、温度が予め設定された値の範囲外に戻ると同時に、開いていたならば閉じた状態に戻るべくリセットされ、閉じていたならば開いた状態に戻るべくリセットされるだろう。この目的のために米国のローデルスランドのエルムウッドセンサ（Elmwood Sensor of Rhodelsland,USA）によって製造されるセンサは、適切な結果を作り出すことがわかる。
【００６７】
サーモディスクは、温度検出が要求される位置に配置され、装置を監視する回路に電気的に接続されている。図２の好ましい実施形態では、示されている三つのサーモディスクがある。サーモディスク１４８は、ファン２０のまわりの気温を監視するために、低位ブロック３８に固定され、それに応じて、ファン２０と同じ回路に電気的に接続されている。このサーモディスクは、１５℃に設定され、検出温度が１５℃よりも下に低下したとき、ファンを駆動する回路を開き、それによってファンの回転を停止させるだろう。冷たい天気では、ファン２０によって供給される追加の冷却は、一般的に必要ではない。
【００６８】
サーモディスク１５０は、セル１２の温度を監視するために外部ケーシング１００に固定され、ヒートブランケット１４６を駆動する回路に配置される。その設定温度は−１０℃である。それに応じて、検出温度が−１０℃より下に低下したとき、サーモディスク１５０は閉じ、それによってヒートブランケット１４６の中に電流を方向づける。温度が設定点の上まで上昇したとき、サーモディスク１５０は、開いて、電流は、セル１２の電極に動力を供給する電源装置１４４に再度方向づけられる。サーモディスク１５２は、全般的な気温を監視するために分離ブロック７６に固定され、油圧リード２６を備えるメイン回路に電気的に接続されている。このサーモディスクは、８０℃に設定され、ケース１８の内側の全体的な気温が８０℃に到達すると、サーモディスクがすぐに開かれて、それによって装置１０はシャットダウンされるだろう。８０℃はシステムのシャットダウンのために選ばれる。というのも、高温では、電気構成部品は適切に機能しないかもしれず、ポリエチレンブロックが、形状を変化させることすらあるかもしれないからである。
【００６９】
図２は、また、低位ブロック３８を上部ブロック５４および７８に接続するねじが切られたロッド１５４およびナット１５６を示し、また、低位ブロック３８をセル１２の分離ブロック７６に接続するねじが切られたロッド１５４およびナット１５６を示す。図２はユニット１０の片側を示しているので、貯水器１４およびセル１２の各々は、各側に二つ、都合四つのねじがきられたロッド１５４を有することは、理解されることができる。ねじが切られたロッド１５４、ナット１５６、および、フラットワッシャーやフランジのような示されない他の関連金属部品は、貯水器１４とセル１２の要素を一緒に安全かつ堅く保持するために、使用されている。この発明の好ましい実施形態では、ねじが切られたロッド１５４および他のそのような関連金属部品に対する規格が、圧力容器に関する米国機械エンジニア学会の規格ナンバーＢ３１.１（the American Society of Mechanical Engineers standard number B31.1）に規定されている。この発明の装置１０は、圧力下でガスを取り囲む容器であるので、圧力容器である。
【００７０】
この専門工学規格（professional engineering standard）は、圧力の内部増加および急増に耐える圧力容器または容器の能力に影響する様々な設計パラメータを明記している。これは、ねじが切られたステンレス鋼ロッド１５４の利用法およびそれらの容器のコーナーの配置の使用法を含み、各ナット１５６の下の平坦ワッシャの使用法、振動に耐えるロックワッシャの使用法を含み、構成部品の型や数のような他の要素を含み、それらの引張強度（tensile strength）および溶接品位（weld integrity）を含む。これは、かなり厳正な規格であり、一般的に、直径が６インチで約３０ポンドの圧力で動作する圧力容器に適用される。この発明は、約４インチの直径を有し、３０ｌｂｓよりも小さい圧力で動作するので、この圧力容器規格の使用は、付加的な安全性を供給することになることは、理解されることができる。規格に従うと、ねじが切られたロッド１５４は、ばらばらになる前に、１４０００ｌｂｓの圧力に耐えうることができるべきである。
【００７１】
比較として、上に述べたように、この発明の装置は、もうすでに、３５、４０および６０ｌｂｓのずっと低い水準で圧力を開放する安全な通風機構を有する。更に、この発明１０の個々の構成部品は、また、圧力定格を有する。ガス出力ホース３１および３２、および、ホース６２および１１８のようなホースは、約１２０ｌｂｓに定格され、ポリエチレンブロック３８,５４,７６および７８は、約６０００ｌｂｓに定格され、コンデンサ１５のステンレス鋼シリンダーおよび貯水器１４は、約１４０００ｌｂｓに定格され、ニッケルセル１２は、約１００００ｌｂｓに耐えうると定格されている。
【００７２】
爆発は、火花が導入されるか、または、ことによるとセル１２内の圧力がどういうわけか数百ｌｂｓの範囲まで上昇したならば、内部圧縮によって装置１０で起こるかもしれない。材質のずっと高い圧力範囲および圧力容器の構造規格を考慮すれば、そのような爆発は、内部に完全におさめられがちであり、いかなる外部への損傷または外部に害を及ぼすことはないだろう。電気ボックス１６は、述べたように、自動車のバッテリーから直接的に正のリード２２および負のリード２４によって接続され、油圧スイッチから直接的に油圧リード２６によって接続され、外部ソレノイド３０に向かう電気出力２８を有する。様々な圧力スイッチ、流体水準検出器および大気放出板６０に接続するラインと同様に、電気ボックス１６とセル１２の間には、電力を電源装置１４４に運ぶ出力ラインのような、示されない他の電気接続部がある。正のリード２２および負のリード２４に接触することによってバッテリーから受ける電力は、近似的に１５アンペアで１２−１３ボルト、すなわち、１９５ワットである。出力ラインは、各電源装置１４４に、近似的に６.９アンペアで１１.１ボルト、すなわち、７６ワットを運び、全体では１５２ワットを運ぶ。電源装置１４４の夫々は、５７ワットの合計になるために２３.９アンペアで２.４ボルトを出力し、全体では１１４ワットを出力する。これらの電力数量は、この発明の他の実施形態では、適切なように変化させられるかもしれないということは、理解されることができる。
【００７３】
電気ボックス１６の内部構成部品は、セル１２を起動するのに用いられる一つの長いソレノイドを有すると共に、いくつかの継電器およびフューズを有し、自動車規格では、全ては、１２ボルトで稼動する。自動車エンジンが起動したとき、油圧リード２６は、長いソレノイドを稼動する継電器を起動し、バッテリーからの入力電力を、電源装置１４４からのラインに接続する。操作者に便利なように、電気ボックス１６の外側は、オン／オフスイッチ２１、バイパススイッチ２３、グリーンの「システム稼動」ＬＥＤ２５および赤の「低水位」ＬＥＤ２７を、備えている。好ましい実施形態の電気ボックス１６は、また、ユニット１０が稼動している継続時間を記録する時間メートルを備えている。
【００７４】
この発明の装置１０が、自動車の運転手に非常に清潔で単純な接続器を提供しているということは、このことから、理解されることができる。装置は自動的に動作し、運転者が自動車を運転している間、運転者によるいかなる作動中の介入も必要としない。したがって、自動車の内側にどこにも、操作盤を必要としない。操作者は、オン／オフスイッチ２１を用いて装置１０を稼動または停止させることができ、または、以下に示すように、手動による再充填を実行するために、バイパススイッチ２３を使用することができる。グリーンＬＥＤ２５は、点灯したとき、装置１０が適切に稼動しているという安心な情報を与える。一方、このＬＥＤが消灯しているとき、装置１０が稼動していなくて、電解溶液がないということが示される。赤いＬＥＤ２７は、点灯したとき、「低水位」状況を指し示し、貯水器１４に再充填することすなわち手動による再充填を開始することを、運転者に喚起する。ユニット１０の耐久性は、ニッケル、ステンレス鋼および高分子量のポリエチレンブロックのような耐久性がある材質を用いる構成によって、強化されることは、更に、理解されることができる。電気構成部品は、ソレノイド、継電器およびフューズのような単純で信頼性が高いアナログ装置であり、産業規格では、１２ボルトで動作する。この発明では、デジタルの電子構成部品またはプログラムで制御可能な構成部品は、存在しない。というのは、そのような構成部品は、複雑性やコストの増大をまねき、温度過敏性やプログラミングエラーによって、いっそう故障しがちになるかもしれないからである。更に、この発明のセル１２およびキット中に、可動部は存在しない。したがって、この発明は、長期間に亘って、特に、サービス技術者を一般的に利用できない都合の悪い道路環境で、信頼性が高い動作を行うのに十分であるということは、理解されることができる。サービスが必要とされるとき、装置１０の単純なデザインは、修理手続きおよびメンテナンス手続きを、比較的容易にするだろう。この発明の動作は、今、記述されることができる。初めに、自動車１１が駐車されて、エンジン１３が切られたとき、このシステムに現われる、セル１２に対する出力、電気分解およびガス３４すなわちガス圧は存在しない。自動車の運転者がキーを回転させてエンジンを起動したとき、自動車の油圧スイッチが、典型的には、１２ボルト信号として始動させられる。これは、同時に、ゼロから１２ボルトに油圧リード２６を上昇させ、低電流継電器を作動させ、入れ代わりに、電気ボックス１６の内部の長いソレノイドを閉鎖する。
【００７５】
始動においては、電源装置１４４に出力を導く前に、電気ボックス１６の内側の回路は、装置の安全な動作のための様々な前提条件を、自動的に調査する。電子機器がアナログであるので、この準備調査は、本質的に瞬時に起こり、各個別の前提条件に関連する信号の存在または欠如のいずれかを検出することから構成されている。それゆえに、監視される信号は、ユニットが８０℃を越える高温にすでに達していないかを確認するための、分離ブロック７６上のサーモディスク１５２に関連するもの、電解溶液３６の水準が高すぎることも低すぎることもどちらもないということを確認するための、安全浮き９０が起動する第１のリードスイッチおよびセル１２の低位浮き９４が起動する第４のリードスイッチに関連するもの、システムが４０ｌｂｓを越える圧力でないということを確認するための、圧力スイッチ１３６に関連するもの、大気放出板６０が破れていないかを確認するための、大気放出板６０に関連するリードスイッチに関連するものを含む。これらの状況のいずれかが起こっていると確認されたならば、システムの始動は禁止され、電気分解はおこることがない。
【００７６】
更に、開始時の監視は、低位ブロック３８上のサーモディスク１４８を含む。このサーモディスクが起動して、１５℃よりも低い温度を指し示したならば、ファン２０は、けっして駆動することはない。もし温度が−１０℃またはそれよりも低ければ、セル１２上のサーモディスク１５０が起動して、電源装置１４４よりもむしろヒートブランケット１４６を駆動するようにシステムに通知する。
【００７７】
禁止状態がなければ、電気ボックス１６は、外部ソレノイド３０を、ガスホース３２を通じてエンジン１３に出力すべく設定する。電気ボックス１６は、また、電源装置１４４に出力を供給し、電源装置１４４は、電流および電圧を調整し、アノード端子１１４およびカソード８０を通じて電極に電力を供給する。サーモディスク１５０が稼動されているのであれば、ヒートブランケット１４６は、温度が−１０℃よりも上昇するまで、電気ボックス１６から電力を受け、−１０℃よりも上昇したとき、サーモディスク１５０はリセットされて、電力が電源装置１４４の方に再度向けられることになる。一度、電力が電源装置１４４に向けられれば、電気分解がセル１２の内側で始まり、ガス３４に水素ガスおよび酸素ガスが生成される。電源装置１４４が動作するにつれて、生成された熱は、自動的に、貯水器１４の水３３に伝導し、それが氷っていれば、水３３に溶かすべく働くだろうということは、理解されることができる。この場合においては、この発明は、電源装置１４４からの熱の生産的な使用を行う一方、電源装置１４４は、その他の点ではシステムにいかなる利益も供給することなしに浪費するだろう。
【００７８】
さて、マニホールド６４の配置に目を向けると、通常過程では、安全ソレノイド１２８および充填ソレノイド１３０は両方とも閉じた状態になっており、それによって、内部通路１２６およびセル１２内のいかなるガスも、ガス出力ホース３１にアクセスすることができなくなっている。貯水器ソレノイド１３２は、開いた状態になっており、ホース１１８、内部通路１２６およびホース６２を介するセル１２から貯水器１４への直接的な接続が存在するようになっている。セル１２がガス３４を生成するにつれて、ガス３４は、セル１２および貯水器１４の上部に満たされ、装置１０の内側のガス圧が、初期の０水準から増加する。セル１２および貯水器１４によって囲まれる空間は確定し、体積は予め決定されているので、より多くのガス３４が生成されるにつれて、この空間内の圧力が時とともに増加するということは、理解されるだろう。ガス３４の圧力が２０ｌｂｓの開放圧力をまさに越えたとき、ガス３４は、流量調整装置すなわち２０ｌｂｓの逆止弁１２４によって、ホース１２２を通じて、エンジン１３へのガス出力ホース３１およびガス出力ホース３２に開放されるだろう。したがって、装置１０の安定な稼動中、ガス３４は、セル１２からエンジンに約２０ｌｂｓの圧力で流れ、セル１２および貯水器１４は、約同じ２０ｌｂｓの圧力に均一化される。
【００７９】
システムがゼロから２０ｌｂｓに加圧されるまで、一般的に、約４−５分かかることがわかる。それゆえに、自動車の運転者は、エンジンが始動した後だいたい５分で、顕著な出力の増加を経験するかもしれない。以下に詳細に議論するように、システムは、通常の過程では、依然として稼動したままであり、旅行の休息を通じて電気分解の利益を提供するだろう。
【００８０】
セル１２の動作中、大きな量の熱が生成され、その大きな量の熱は、電気分解の効率を低下させる傾向がある。ガス３４の温度は、セル１２のガス空間１０６で一般的に約７５℃に自然に到達し、分離ブロック７６によって形成された熱的孤立のおかげで、コンデンサ１５で約１０℃低い、すなわち、６５℃に到達するだろう。ファン２０の稼動は、熱い空気を引き下ろして、ケース１８の外に引き離し、セル１２およびコンデンサ１５の両方を、夫々約５５℃および４５℃まで冷却する。より涼しい天気では、この温度は更に低下するだろう。冷却システムは、また、セル１２に対して、プラスチックよりもニッケルのような熱伝導性の金属を使用することによって、促進される。供給される冷却機構は、電気分解の効率に貢献するということは、それゆえに、理解されることができる。更に、幾つかの従来技術とは異なり、分離冷却システムは、必ずしも必要でない。
【００８１】
ガス３４は、一般的に、ある量の水蒸気を含んでいることは、注意されるべきである。これは、冷たい気候で問題を生じる。というのも、水蒸気は、氷って、ガス３４の循環にブロックを生成するかもしれない。特に、氷粒子は、暖かいガス３４が、冷たい外部温度に遭遇したとき、ガス出力ホース３１内に形成されるかもしれない。
【００８２】
この発明では、幾つかの要因によって、危険性が減じられる。第１に、水蒸気は熱とともに増加するので、この発明の冷却機構は、一般的に、水蒸気の水準を低下させるからである。また、ガス３４が、コンデンサ１５に到達したとき、コンデンサ１５とセル１２との間の温度差は、水蒸気の多くをコンデンサにもたらし、コンデンサ１５の内部壁に収集する。収集された水滴は、通路１０８を通じて、セル１２に戻る。これは、ガス３４によってガス出力ホース３１に運ばれる水蒸気の量を減少させる。更に、ガス３４は、ガス出力ホース３１の内側を流れる間、凝固は、ガスの移動のおかげで、極端な冷たさですら起こることはない。それゆえに、出力ホースを暖めるヒートトレースは、必ずしも必要ではない。加えて、外部ソレノイド３０がエンジン１３の空気取り込み口の下に固定されたならば、ガス出力ホース３１内を運ばれる水蒸気は、エンジンに進むよりも外部ソレノイド３０の底に収集される傾向があるだろう。この水蒸気は、システムがシャットダウンしたとき、ガス出力ホース３５を介して最終的に大気中に通風されるだろう。
【００８３】
安定状態で動作しているとき、セル１２は、近似的に一分間に６００ｍｌの水素ガスおよび酸素ガスを生成し、この水素ガスおよび酸素ガスは、自動車のエンジン１３に供給されたとき、適切な結果を生成することがわかる。
【００８４】
この発明の装置は１０は、電解過程を促進する様々な機構によって小さな空間内にかなりの量のガスを生成する。これらは、金属ニッケルの使用を含み、また、特に、カソード８０およびアノード８２の両方に使用される金属の拡張形式を含み、そのことは、電気分解に役立つエッジの数を増加させる。ガスの生成は、また、電極へ高電流を供給する規則的な入力電力の使用によって、この発明で促進される。電気分解によるガスの生成は、電流とともに増加することはよく知られている。この発明によってとられるアプローチは、従来技術の幾つかと対照的であるかもしれず、それら従来技術では、不規則な電力が、バッテリーからセルに直接供給され、不規則な電力は、その容易性のために望ましいと考えられている。しかしながら、これは、低電流水準という結果をまねき、低電流水準は、電解溶液の調整を通じて補正を必要とする。次には、これは、過度の熱の問題をつくりだし、この過度の熱は、いっそう念入りな冷却または加圧の必要性をもたらす。それゆえに、バッテリーとセルとの直接的な接続の明らかな単純性は、このアプローチの短所である補正を必要とするシステムにおける複雑性によって衰退している。規則的な電流によって、この発明が、特別な冷却システムまたは余分なオルタネータまたはジェネレーターのような扱いにくい付加を必要とすることなしに、電力源として自動車バッテリーのみを使用して、適切なガスの生成を達成するということは、それゆえに、理解されることができる。
【００８５】
生成されたガスは、水素酸素結合ペアの合成のみならず、水素原子および酸素原子の単体の混合も含む。単体ガスは、望まれるなら分離されることができるけれども、個別のガスと、合成ガスの両方の存在は、エンジン１３で起こる燃焼過程を促進する。ガス空間１０６を通じるガス３４の移動が、有効性すなわちガス３４の燃焼量に貢献するということが、また、信じられている。いかにこの発明の装置１０が、適切で有効的な量の燃焼を促進するための水素および酸素を生成するかということが、今理解されることができる。
【００８６】
セル１２は、電極に入力される電流によって、および、シリンダー形状の拡張ニッケルを使用した電極構成のような、セル１２自身の設定に関連する要素によって、決定される率で、ガス３４を生成する。ユニット上に固定されるこれらの要素は、エネルギーの消費量を上げるので、与えられた期間中に、セル１２に生成されるガスの体積は、一定になるだろう。特に、セル１２に生成されるガス３４の率は、一分あたりの回転速度（rpm）や空気取り入れ口圧力のような、エンジンの運転要素と無関係である。しかしながら、実際にエンジン１３に供給されるガス３４の率は、通常、幾分か、空気取り入れ口圧力や、エンジン速度に依存するだろう。しかしながら、この発明の装置１０は、ほとんどの運転状況で、エンジン１３に供給されるガス３４の率は、一定になるように設計されている。
【００８７】
自動車１１として示されるタイプのトレーラトラックのような特定の自動車のエンジンは、幾つかの乗用車と同様に、ターボチャージャーが装備されている。ターボチャージャーは、本質的に、排気ガスによって駆動されるインペラを用い、ガスを外側から内側に取り込み、それを圧力下でエンジンの空気取り込み口のポートに供給する。エンジン速度すなわち一分あたりの回転数が増加するにつれて、排気ガスの力は、インペラの回転をいっそう速く導いて、取り込み口の空気圧力をより高く導くべく、上昇する。この関係は適切である。というのは、一分あたりの回転数の増加は、与えられた期間内における、より大きな燃焼を意味するからである。空気取り込み口圧力は、それゆえに、同じ与えられた期間内に、要求される空気のよりいっそう大きな量を供給するために、一分あたりの回転数に一致して上昇する必要がある。大型のトレーラトラック型の自動車は、典型的に、約６００−８００ｒｐｍおよび１０−１５ｌｂｓ圧力で、アイドリング（空回り）させ、一般的に、約１８００ｒｐｍおよび３０ｌｂｓ圧力の上限を有する。
【００８８】
図５は、時間（ｔ）に対するエンジン１３の空気取り入れ口ポートでの圧力（Ｐ）を示すグラフである。空気圧（Ｐ）は、本質的には、エンジン１３の一分あたりの回転数速度に関するということは、理解されるかもしれない。それゆえに、図５では、エンジンがコールドスタートと高い一分あたりの回転数との間で動作するとき、特別なエンジン１３にとって、空気取り入れ口圧力Ｐは、ゼロと近似的に２２ｌｂｓの間の範囲の圧力で動作することが見られることができる。
【００８９】
上記のように、セル１２からのガス３４を運ぶガス出力ホース３２は、ターボチャージャーによって使用されている同じ空気取入れ口ポートで、エンジン１３に入る。それゆえに、ターボチャージャーから入力される空気圧がガス出力ホース３２におけるガス３４の圧力よりもある程度大きければ、ガス３４は、燃焼室に到達することを、効果的に妨害されるかもしれない。ガス３４が実際にエンジン１３に供給される率は、通常、ある程度、空気取り込み口の圧力またはエンジン１３の速度に依存するだろう理由を、今、理解することができる。
【００９０】
この発明では、ガス３４は、圧力下でエンジン１３に供給され、特に、ガス３４は、好ましい実施形態では２０ｌｂｓに設定されている排気弁すなわち逆止弁１２４の形式の流量調整装置を通過するので、ガスは、２０ｌｂｓの一定の開放圧力で供給されることになる。逆止弁１２４のこの開放圧力は、図５のグラフに示されているように、それが空気取り込み口の動作圧力範囲の上限の方であるといる理由で、選ばれている。予期されるターボチャージャーからの空気取り込み口圧力は、時間のほとんどにおいて２０ｌｂｓよりも小さいだろう。それゆえに、セル１２によって生成された水素ガスおよび酸素ガスを含むガス３４は、ほとんどの状況において、ターボチャージャーの圧力よりも高圧であり、エンジンに供給されることが妨害されることはない。これは、空気取り込み口圧力がエンジン負荷によってゆらいだときでさえも、ガス３４のエンジン１３への相対的な一定な流れを保証する。２０ｌｂｓ圧力下でセル１２から供給されるガス３４は、ターボチャージャーの圧力が２０ｌｂｓの開放圧力を越える水準、たぶん２２−２５ｌｂｓに上昇したならば、妨害されるだろう。しかしながら、そのような状況は、典型的には、ちょっとの間だけ起こるだけだろう。高圧が長期間に亘って存在したときでさえ、圧力がセル１２で作りつづけられるにつれて、それは、より高い圧力水準に打ち勝つのに十分な高さになるだろう。しかしながら、そのような遅延は、一般的にまれであるだろう。というのも、この発明は、特に、取り込み口の圧力の動作範囲の上限の方の一定圧力を有するガス３４を供給しており、上記一定圧力は、最大限の極端なエンジン負荷以外の全てで、エンジンの予期された空気取り込み口圧力を越えるからである。
【００９１】
ガス３４の生成が一定であり、かつ、ガス３４はほとんどの時間エンジン１３にアクセス可能であるので、供給率すなわちガス３４のエンジン１３への流れも、また、一定になるだろうということがわかるだろう。更に、エンジン１３への効率的なガス３４の効果は、エンジン速度に依存して変動するだろうということがわかるだろう。ガス３４の流れが、流量調整装置のおかげで一定であるので、エンジン速度が低くなるにしたがって、燃焼室内のガス３４の比率がいっそう高くなる。この発明によれば、ガス３４の最も高い比率は、エンジンがアイドリングしているときに、起こる。内燃エンジンは、低い一分あたりの回転数で稼動しているときに、特に、アイドリングを行っているときに、効率が悪くなり、より大きな汚染を行うということは、よく知られている。エンジンがアイドリングを行っているとき、または、低い一分あたりの回転数であるときに、燃焼させるために相対的に高い比率の水素および酸素を供給することによって、排気を軽減するという利点を最大限いかすことができる。
【００９２】
規則的な流れのガス３４の供給は、幅広い型の自動車やエンジンのタイプに対するこの発明の柔軟な使用を可能にする。要求されることの全ては、流量調整装置すなわち逆止弁１２４を、個々の自動車エンジンの典型的な空気取り込み口の圧力に打ち勝つのに十分な値に設定することである。ターボチャージャーを使用しない乗用車のような自動車は、流路調整期１２４を、たったの２〜３ｌｂｓに設定することによって、十分に目的を果たすかもしれず、もっと出力が高いターボチャージャー付きの自動車は、逆止弁１２４を２５ｌｂｓまたはそれより高く設定することが必要になるかもしれない。一般的には、開放圧力を、１から５０ｌｂｓの範囲に設定すれば、ほとんどの自動車のタイプに適合させることができるだろう。この発明のアプローチが、乗用車に提供されている真空取り入れ口に依存する従来技術よりも広範な汎用性を有していることが、また、理解されるだろう。従来技術の装置は、ターボチャージャー付きの加圧空気取り込み口エンジンと共に働かせることができない。対照的に、この発明の装置１０は、装置１０自身内で動作する流量調整装置に依存しているので、いかなる型のエンジンとも一緒に働かせることができる。
【００９３】
この発明は、相対的に長くかつ連続的な期間、ガス３４をエンジン１３に供給することができる。電気分解の間消耗するただ一つの要素は、電解溶液３６中の水成分であり、この発明の装置１０は、水の供給に有効である貯水器１４を備え、セル１２の電解溶液３６に貯水器１４からの水３３を再充填するための手段を備える。ほとんどの場合で、セル１２は、操作者によるいかなる活動または自覚すらなしに、装置１０によって自動的に貯水器１４から再充填されるだろう。他の環境では、操作者の手動による再充填が要求されるだろう。
【００９４】
エンジン１３が始動して、ユニットが最初に起動させられたとき、貯水器１４における水３３が、それが氷っているという理由で、利用できない可能性がいつでも存在する。述べたように、電源装置１４４からの熱は、約２時間の溶解時間またはそれよりすくない時間で、貯水器１４内のいかなる氷をも溶かすだろう。それゆえに、この発明によれば、電解セル１２に補給される十分な補充水が、上記溶解時間またはそれ以前に、利用可能になる。
【００９５】
溶解された水が利用できるようになるまで、セル１２が十分に動作できるということを保証するために、装置１０は、ユニットが始動する時間に、電解溶液３６が少なくとも流体水準検出器８８の第３のリードスイッチのちょうど上の水準であるということを、保証する。以下に詳細に説明するだろうように、これは、ユニットがシャットダウンされているときの水準を調査して、必要であれば、その時間に再充填を実行することによって達成され、それで、続いて起こる起動時に十分な電解溶液３６が存在することになる。また、以前に述べたように、装置１０は、低位浮き９４が第４のリードスイッチの水準まで低下したならば、シャットダウンされるだろう。それゆえに、起動時に、この発明の装置１０は、最低限、流体水準検出器８８の第３のリードスイッチと第４のリードスイッチの間の空間を占める電解溶液３６の量を有しているだろう。この量は、好ましくは、約２時間の受け溶解時間よりも長い最小動作時間の間、持続するのに十分な量であり、好ましい実施形態では、６時間に亘って持続するのに十分な電解溶液３６が存在する。
【００９６】
上記のシナリオは最も悪い場合であり、電解溶液３６の水準は、始動時において、少なくとも、第３のリードスイッチよりも幾分高いだろうということが、もっともありがちであるということは、理解されることができる。もちろん、述べたように、最も悪い場合のシナリオのときですら、この発明によって容易に対処されることができる。更に、凍結状態は、主に、ある地理的位置において冬の間に起こるので、操作者は、一般的に、水３３が氷っているかもしれない可能性に、気付くだろう。したがって、操作者がそのように望むのであれば、自動車が凍結天気において長時間停止したとき、操作者は、栓４４を開くことができて、貯水器１４から水３３を排出することができ、自動車１１が再起動されたとき、氷ったブロックの可能性を排除することができるだろう。操作者は、自動車１１が再起動される前、貯水器１４を再充填することを覚えていなければならないだろう。
【００９７】
自動車１１の運転中、この発明の装置１０は、自動的に、貯水器１４から水３３を電解溶液３６に再充填するだろう。この再充填動作は、かなり急速かつ自動的であり、操作者によるいかなる作業も必要としない。
【００９８】
流体検出器８８の低位浮き９４が、第３のリードスイッチを始動する点まで低下したとき、再充填動作が、開始される。再充填が起こる前提条件として、システムは、貯水器１４での圧力が、最小限１１ｌｂｓであることを必要とする。この情報は、圧力スイッチ１３４によって提供され、この圧力スイッチ１３４は、述べたように、１１ｌｂｓで始動するように、事前に設定されている。この条件が満たされるならば、再充填ソレノイド１３０は開かれ、貯水器ソレノイド１３２は閉じられる。これは、（１／１０ｌｂ逆止弁１３８を通じて）セル１２をエンジン１３に直接接続し、セル１２と貯水器１４との間の接続を阻止する。充填信号によってもたらされるこれらの変化のちょっと前に、セル１２および貯水器１４でのガスの圧力は、約２０ｌｂｓに均一化される。再充填信号によってもたらされる変化の結果として、セル１２の圧力は、一般的に、エンジン１３のより低い圧力状況まで急速に低下するのに対し、以前に存在していた最初の２０ｌｂｓのより高い圧力水準は、貯水器１４内で維持される。
【００９９】
今、貯水器１４のガス３４では、約２０ｌｂｓの高圧が存在し、かつ、セル１２のガス３４では、それより低い圧力が存在しているので、貯水器１４内の水３３は、通路５０を通じてセル１２に流れるように促される。しかしながら、通路５０中の６ｌｂ逆止弁５２のおかげで、水３３は、圧力差が少なくとも６ｌｂになるまで、流れることはない。それゆえに、セル１２の圧力が約１４ｌｂｓまたはそれよりか小さい値に低下したとき、水３３が、通路５０を通じてセル１２に流れ、それによってセル１２を再充填するだろう。セル１２の圧力は、それゆえに、ゼロまで低下することはなく、貯水器１４の圧力よりも約６ｌｂｓ小さい点までしか低下しない。
【０１００】
再充填が進行するにつれて、電解溶液３６の水準は上昇し、その過程で、初めに、低位浮き９４が上昇し、次に、充填浮き９２が上昇する。再充填は、充填浮き９２が第２のリードスイッチの水準に上昇するまで、続くだろう。このリードスイッチが始動されると、充填ソレノイド１３０および貯水器ソレノイド１３２を
夫々、元の閉じた位置および開いた配置にリセットする信号が送られる。これは、元のガスの流れの配置に戻し、セル１２と貯水器１４の間の通路を開き、セル１２からのガス３４が、流量調整期１２４を通じて、エンジン１３に向かうのを余儀なくさせる。
【０１０１】
セル１２が、それが失った６ｌｂｓの圧力を回復するのに、わずかな遅延があるだろう。そして、圧力が２０ｌｂｓに到達したとき、エンジン１３への規則的な流れが、再開するだろう。この方法では、十分な量の水３３は、セル１２の電解溶液３６に補充するために供給される。この発明の好ましい実施形態では、第２リードスイッチと第３リードスイッチの間のセル１２に入る水の体積は、約１００ミリリットル（１リットルの１／１０）のみである。これは、かなり小さな量であり、一度水３３が流れ始めると、再充填はかなり速く完結するだろうことが示唆される。また、充填率は、貯水器１４により高い水準の水３３が存在している場合、いくぶんか速くなるかもしれない。というのは、逆止弁５２の上の圧力が上昇増加しているだろうからである。
【０１０２】
貯水器１４に１１ｌｂｓの圧力があるという前提条件は、少なくとも、水３３をセル１２に供給するのに十分な最小限の圧力が存在していることを保証するのに必要である。１１ｌｂｓでは、６ｌｂ逆止弁に５２に打ち勝つために、エンジン圧力は、５ｌｂｓまで低下しなければならないだろう。これは、だいたい、自動車が運転されている間に得られる圧力と同じくらいの低さであり、ターボチャージャーが、それが備えるターボブーストを使用していない圧力である。この場合には、自動車がアイドリングしているか、さもなければ、低い速度で運転されている時間まで、再充填が遅延するかもしれない。１１ｌｂｓ圧力の最小限の必要性をかすことによって、この発明の装置１０は、それが十分に加圧されていないという理由で、貯水器１４が供給することができないとき、再充填を要求しないということを保証することは、それゆえに、理解されることができる。
【０１０３】
逆止弁５２は、通路５０に配置される。というのは、貯水器１４の水３３の柱による潜在的な圧力がいつでも存在しているからである。逆止弁５２が存在しなければ、水３３は、しばしば、セル１２に自発的に流れるかもしれない。
【０１０４】
圧力スイッチ１３４の他の値および逆止弁５２の他の値が、装置１０の水３３の流れをより良く適合させるために、選ばれるかもしれないということは、理解されることができる。例えば、圧力スイッチ１３４は、１５ｌｂｓに設定され、逆止弁５２は１０ｌｂｓに設定されることができる。これらの特別な値は、２０ｌｂの逆止弁１２４の製造における公差に矛盾するという理由で、この実施形態では選ばれない。製作公差が改善するべく、これらの要素の他の圧力値が、受け入れられるかもしれないということは、理解されることができる。
【０１０５】
この発明の好ましい実施形態の設定および容器サイズを使用すれば、セル１２が電解溶液３６を第２のリードスイッチの充填水準まで有し、かつ、貯水器１４の水３３が最大の充填水準７４である場合には、自動車１１は、近似的に、１８０時間運転できることがわかっている。この期間は、貯水器１４に溜められている水３３に基づく約１５０時間と、電解溶液３６に基づく他の３０時間からなる。セル１２の内部においては、装置１０は、いっぱいの位置（第２のリードスイッチ）から再充填の要求（第３リードスイッチ）があるまで、近似的に２４時間運転することができ、述べたように、それは、シャットドウンがかせられるまで（第４のリードスイッチ）、約、他の６時間運転することができる。
【０１０６】
操作者が、装置１０が水３３を使い果たし、低位浮き９４が第４のリードスイッチまで低下するかもしれないとき、操作者が、貯水器１４を再充填することを忘れたならば、システムをシャットダウンする信号が始動する。この信号は、電源装置１４４を遮断する電力をもたらし、更なる電気分解が停止する。安全ソレノイド１２８は、開かれ、外部ソレノイド３０は、放出するべく設定され、その結果、セル１２および貯水器１４内のガス３４は、大気に放出されるだろう。電気ボックス１６上の赤い「低水位」ＬＥＤ２７は点灯し、低水位のために、システムがシャットダウンしているということを、操作者に視覚的に指し示すだろう。この状況は、操作者によって訂正されることができる。システムが減圧されていることを保証するための追加の安全手段として、エンジンが１０分の間シャットダウンされると、操作者は、キャップ２９を取り除くことによって貯水器１４を再充填し、浮き７２がリードスイッチまで上昇するまで水を注ぎ、ブザーを作動させるだろう。そのとき、操作者は、電気ボックス１６上のバイパススイッチ２３を押圧して押し下げるだろう。バイパススイッチ２３が下げられたとき、電力が電源装置１４４に送られ、それによって、電気分解が活動的になる。また、安全ソレノイド１２８は、閉じられ、外部ソレノイド３０は、ガス３４を、ガス出力ホース３２を通じてエンジン１３に導くべくリセットされる。貯水器ソレノイド１３２は、依然として開いたままであり、赤い「低水位」ＬＥＤ２７は、依然としてついたままになっている。この期間中、ガス３４は、生成されつづけ、システムは、内部圧力を再構築する。数分後、貯水器１４内の圧力は、１１ｌｂｓに到達し、グリーン「システム稼動」ＬＥＤの点灯と、赤い「低水位」ＬＥＤ２７の消灯をもたらす。この点で、操作者は、バイパススイッチ２３を解除し、システムは自動的な再充填を実行し、通常の動作を再開する。
【０１０７】
この発明は、近時的に１５０−１８０時間の自動車走行時間毎に、装置１０に水を供給することを含む。供給される水の量、すなわち、近似的に３.２５リットルすなわち約１ 1/2ガロンは、妥当な量であるが、特に要求されるものではないだろうということは、理解されることができる。ほとんどの場合、貯水器１４中には、すでにいくらかの水３３が存在しており、それで、供給される水の量は、いっそう少ないものになるだろう。自動車１１の負荷サイクルに依存して、再充填１１を、３−４週間毎に一度、または、だいたい月に一度、と同じ位まれに必要とするかもしれない。例えば、週に６日、一日に１０時間の仕事量を仮定すると、再充填を、だいたい、３週間に一度のみ必要とするだろう。水の再充填が、都合良く、定期的な自動車のメンテナンスに組み込まれるかもしれないということは、また、理解されることができる。したがって、ほとんどの運転者にとっては、移動中に水３３を使い果たし、手動の再充填と実行するということは、仮にそうなったとしても、非常にまれなものだろうと思われる。
【０１０８】
この発明の装置１０が、どのようにガス３４をセル１２からエンジン１３に移動させるために動作するか、および、どのように水３３を貯水器１４からセル１２に移動させるために動作するかということが、今、理解されることができる。従来技術に開示された装置の場合で頻繁であるように、可動部を有するポンプのような構成部品にたよるというよりはむしろ、この発明の装置１０は、同じ機能を、電解過程によってセル１２中に生成される内圧のみを使用して達成している。ポンプのような構成部品は、相も変わらず、コスト、かさばりおよび複雑性の増大をまねき、非常に冷たい天気で故障しがちであるかもしれない。もちろん、この発明の他の実施形態では、ポンプのような構成部品が、必要に応じて、使用されるかもしれないということは、理解されることができる。この発明の装置１０の様々な安全機構の動作が、今、記述されるかもしれない。第１の安全機構は、セル１２内の電解溶液３６の水準に関係する。電解溶液３６が上昇するのを好む最も高い水準は、ガス空間１０６を形成するために、流体水準検出器８８上の止め９６のちょうど下に配置される第２のリードスイッチまでである。加えて、水再充填動作の誤作動または他の理由によって、電解溶液３６の水準が、上昇してコンデンサ１５およびガス出力ホース３１に到達したならば、電解溶液３６のＫＯＨが、エンジン１３の空気取り込み口ポートに浸入するという危険性が生じる。これは、ＫＯＨがエンジン１３に損傷を引き起こすという理由で、望ましくない。
【０１０９】
したがって、この発明の装置１０は、安全浮き９０、および、それに対応する流体水準検出器８８上に配置される第１のリードスイッチを有する。セル１２における電解溶液３６の水準が止め９６を越えて上昇し、上昇をつづけたならば、安全浮き９０は、第１のリードスイッチが始動されるまで、上方に押されるだろう。第１のリードスイッチによって生成された信号は、すばやいシャットダウン手続きをすぐに実行するべく、システムに警告する。これは、更なる電気分解を停止するために、電源装置１４４への電力を遮断することを含み、安全ソレノイド１２８および貯水器ソレノイド１３２を開き、外部ソレノイド３０を、ガス出力ホース３５を通じて大気に通風するべく設定する。これらのステップは、セル１２および貯水器１４の両方をすぐに減圧し、それらを大気圧と等しくするだろうことは、理解されることができる。これは、セル１２への水３３の更なる流れを妨げ、その結果、電解溶液３６の水準が更に上昇することは禁止される。この場合では、操作者は、ユニットを再起動することができず、ユニットは、それが資格を有するサービス技術者によるサービスによって点検および保証されるまで、利用不可能になるだろう。
【０１１０】
この発明の装置１０の他の安全機構は、ガス圧の増加の危険性に関する。これは、様々な原因によって起こることが可能であり、これは、例えば、不慮のホースの妨害または内部通路の妨害、または、石が道路から飛び散って外部出力ホース３１中に留まるという状況によっておこるかもしれない。特定の場合に関係なく、いくらかの圧力の上昇は、それが与える爆発の危険性の理由で、懸念の原因となる。この発明の装置１０は、それに対応して、複数のオーバーラップする安全機構、すなわち、内圧が事前に決定された開放圧に到達したとき、圧力が危険で過大な水準に上昇する前に、内圧を安全に開放するように設定された圧力軽減手段を有する。
【０１１１】
圧力スイッチ１１２は、上部ブロック７８の中に形成され、セル１２内の圧力を直接監視する。貯水器ソレノイド１３２は、通常開いた状態になっているので、圧力スイッチ１１２は、実質的に、貯水器１４の圧力も監視しているということは、理解されることができる。セル１２および貯水器１４が異なる圧力水準になるだろう唯一の期間は、貯水器ソレノイド１３２が、システムに水充填動作を実行させるべく閉じているときである。圧力スイッチ１１２は、所定の３５ｌｂｓの安全開放圧力で始動するように設定され、必要以上の圧力の上昇からシステムを保護する防御の第１水準を有している。
【０１１２】
セル１２の圧力が３５ｌｂｓまで上昇したならば、圧力スイッチ１１２は、安全ソレノイドを開かせる信号を送る。安全ソレノイド１２８は、ガス側路、すなわ、セル１２のガス３４が２０ｌｂの逆止弁１２４を回避して、エンジン１３のより低い圧力環境に接続されることを可能にする安全ガス通路として作用する。この接続の結果として、セル１２の圧力は、急速に減少するだろう。圧力スイッチ１１２が、３５ｌｂｓよりも低いということを検出したとき、それは、安全ソレノイド１２８を閉じた配置にリセットする信号を送り、その結果、ガス３４は、逆止弁１２４を通じる規則的な流れに戻ることになる。圧力スイッチ１１２が、これは機械的構造の惰性によってゆっくり動作するが、リセットできて応答できる前まで、通常、セル１２の圧力は、約３−５ｌｂｓまでかなり急速に低下するだろう。
【０１１３】
この３５ｌｂの圧力点検は、一時的にホースを妨害して、そのとき除去される氷の小片や石のような一時的な閉塞が存在する場合に有益である。安全ソレノイド１２８が、断続的に数回にわたって動作するかもしれず、また、繰り返される断続的な動作が、この種の閉塞の除去に役立つかもしれないということは、理解されることができる。
【０１１４】
圧力の上昇に対する防御の第２水準は、圧力スイッチ１３６によって提供されている。この圧力スイッチは、マニホールド６４上に配置され、貯水器１４の圧力を直接的に監視し、開いた貯水器ソレノイド１３２を通じて、一般的には同じセル１２の圧力を間接的に監視する。この発明の実施形態では、圧力スイッチ１３６は、事前に決定された４０ｌｂｓの安全開放圧力に事前に設定されている。
【０１１５】
４０ｌｂｓに上昇した圧力は、システムをシャットダウンするのに十分な深刻さであると思われる。一般的には、とにかく加圧されたガス３４を開放することが望まれる。したがって、圧力スイッチ１３６が始動すると、安全ソレノイドが開き、電源装置１４４への電力は、更なる電気分解を停止するべく、打ち切られる。安全ソレノイド１２８は、ガス側路、すなわち、セル１２のガス３４が、２０ｌｂ逆止弁１２４を回避して、エンジン１３のより低い圧力環境に接続されるのを可能にする安全ガス通路として作用する。同時に、電流は、１４秒遅延フューズを備える抵抗回路を通じて閉鎖される。１４秒間、システムは通風し、そのことは、ほとんどの環境では、安全な水準まで圧力を減少させるのに、十分な時間である。フューズが１４秒後にとんだとき、装置１０は、シャットダウンされる。装置１０は、そのとき、好ましくは、サービスとして回復させられるために、資格を有するサービス要員によって、復帰させられる。
【０１１６】
更に、３番目の頼みすなわち開放通気穴が、大気放出板６０によって提供される。この装置は、この装置は、６０ｌｂｓの事前設定圧力に到達したならば、機械的に吹き飛んで通風する、手動による「吹き飛び」弁である。電気的に駆動される上記の３５ｌｂおよび４０ｌｂ圧力スイッチとは異なり、大気放出板６０は、厳密に機械的なものであり、物理的に破れて開いた状態になることによって、圧力に直接的に応答する。それゆえに、大気放出板６０が吹き飛んだとき、上部ブロック５４に生成された穴は、ガス３４がじかに大気の低圧環境に放出されることを可能にするガス側路として作用する。上記４０ｌｂの圧力開放と異なり、中間の通風期間の必要性または機会はない。一度、通風されれば、ユニットは、好ましくは、新しい大気放出版６０を設置するために、資格を有するサービス要員によって回復させられるべきある。
【０１１７】
大気放出板６０は機械的であるので、システムまたは電気ボックス１６は、通常、システムに穴があるということを気付かせることはけっしてなく、それに対応して電極に電力を供給することを続けるだろう。このとき生成されたガス３４は、エンジン１３に流入して圧力を高めるよりもむしろ、害を及ぼさない形式で単純に大気に放出されるだろう。電気分解は、低位浮き９４が低水位配置に低下するまで続くだろう。グリーン「システム稼動」ＬＥＤ２５は、低水位になるまで、依然として点灯し、システムが適正に稼動しているということを、不正確に指し示すだろう。
【０１１８】
このようなやり方で、システムの停止を可能にすることには、何等悪いことは存在しないけれども、システムに、いっそう規則的で適切なシャットドウンをもたらすことが、一般的に好ましい。したがって、この発明の好ましい実施形態では、リードスイッチが大気放出板６０に据え付けられる。リードスイッチは、大気放出板が破れたとき、それが、電気ボックス１６に信号を送るような方法で、大気放出板６０に固定される。この信号は、システムに、電源装置１４４への電力を遮断することを警告して、更なる電気分解を停止し、外部ソレノイド３０を、ガス出力ホース３５を通じて大気に放出するべく設定することを警告する。加えて、ＬＥＤ２５および２７は消され、システムがもはや稼動していないという正確な視覚的な示唆を提供する。
【０１１９】
大気放出板６０のような厳密な機械要素が事前に設定された水準の圧力の上昇に抵抗することによって、役に立たないという危険性は、非常に低い。更に、仮に、それが、事前に設定された水準における通風に失敗したとしても、大気放出板６０の機械強度は、圧力が更に上昇したとき、通路を与えがちであるだろう。したがって、大気放出板６０は、現実に、この発明の装置１０において、予備の「二重安全装置」として作用する。システムの圧力が、組み込まれた安全機構を始動することなしに、６０ｌｂｓをかなり越えて上昇するだろうということは、起こりそうもないけれども、この発明の装置１０は、更に、装置の設計に特有の更なる安全手段を有する。以前に述べたように、装置１０を構成する材質は、数千ポンドの圧力にも耐えうると見積もられている。更に、システムは、全体として、圧力容器規格に基づいて構築されており、この圧力容器規格は、同様に、高い程度の保護を提供する。したがって、内部圧力が数千ポンドまで上昇して、セル内の爆発が引き起こされたとしても、外部に目に見える影響がないだろうことが考えられる。しかしながら、そのことがおこる前、ホース、ホースをマニホールド６４に接続する接続金具、または、上部ブロック５４または７８、のようなシステムの構成部品が、吹き飛ぶことによって安全な方法で破損して、ガス３４を大気に放出することによって、高圧状態をすばやく軽減するだろう。
【０１２０】
したがって、この発明の装置１０の設計に組み込まれた、個々の安全機構、構成方法、および、材質は、害すなわち破壊的な爆発の危険性を最小限にするだろう。
【０１２１】
自動車１１の個別の運行が終わって、自動車エンジン１３を停止したときの、このシステムに従う手続きが、今、記述されるかもしれない。エンジン１３の停止は、油圧を低下させる原因となり、油圧スイッチおよび油圧リード２６をゼロにする原因になる。それに応じて、電気ボックス１６は、外部ソレノイド３０を、ガス出力ホース３５を介して大気に通風するべく設定し、電気分解を停止させるために、電源装置１４４への電力を遮断する。これは、出力ホース３０中に存在するガス３４を大気中に放出することを可能にする。しかしながら、圧力の過度の上昇を軽減することに関係する先程の通風状況と異なり、セル１２および貯水器１４を大気に通風する直接的な必要性はない。代わりに、さしあたり、安全ソレノイド１２８は、閉じた状態に据え置かれ、貯水器１３２は、開いた状態に据え置かれる。ガス３４は、これ以上生成されることはないので、２０ｌｂ逆止弁１２４は、ホース３０に入り込むガス３４のいかなる更なる流れも、停止する。
【０１２２】
直接的な通風の代わりに、システムは、続いておこる始動のためにセル１２内の電解溶液３６の水準を調べると共に、準備する機会を得る。装置１０は、予め設定された時間に設定されたタイマー（図示せず）を始動して、電気分解の最中に電解溶液３６の最上部に形成される傾向があるあぶくおよび泡の層がおさまる機会を与える。好ましい実施形態では５分である事前に決定された時間の変わりに、電解溶液３６の水準のもっと正確な読み込みが採用されることもできる。低位浮き９４が第３のリードスイッチの水準であるか、または、それより低ければ、システムは、充填ソレノイド１３０を開くと共に、貯水器ソレノイド１３２を閉じることによって、自動的な再充填を実現するだろう。仮に、低位浮き９４が、第３のリードスイッチの上に配置されているならば、たとえわずかであっても、再充填の状態が開始されることはなく、再充填が実行されることはない。一度、再充填が落ち着いたならば、システムは、安全ソレノイド１２８を開くことによって従来の方法でシャットダウンされ、セル１２および貯水器１４からの全てのガス３４が大気に放出されることを可能にする。シャットダウンの際の上記再充填の手続きの利点は、次の始動の際、セル１２がいっぱいであるか、または、少なくとも、電解溶液３６の水準が第３のリードスイッチのちょうど上であるということを、操作者に保証するということである。議論したように、これは、非常に冷たい気候で必要である。というのも、貯水器１４内の水３３は、氷って固体になっているかもしれず、数時間の間、再充填を利用できないかもしれないからである。第３のリードスイッチの水準は、述べたように、所定の充填水準であり、装置１０を最小の稼動時間の間運転しつづけることを可能にするのに十分な電解溶液３８を備えている。
【０１２３】
シャットダウンの際、電解溶液３６が、第３のリードスイッチのちょうど上の水準であるという状況が起こるかもしれず、それで、水の再充填が起こらないといういということが起こりえるということが、注意されなければならない。続いて起こる始動の際、水３３は、氷っていて、それゆえに、一時的にセル１２に補充することに役に立たない。更に、始動後の短い時間に、電解溶液３６の水準は、第３のリードスイッチまで低下し、充填要求を始動し、そのことは、充填ソレノイド１３０を開かせる原因になるだろう。それゆえに、セル１２は、直接的に、エンジン１３に接続され、しかしながら、再充填は、数時間を要するだろう水３３が溶けるまでけっして起こらないだろう。この状況では、セル１２および貯水器１４は、単に、一時期２０ｌｂｓよりも低い圧力で動作するだろう。この状況は、一定の２０ｌｂｓのガス出力を有することと同じぐらいの利点は有さないけれども、水３３が解凍されて、適切な再充填および再加圧が起こるまで、一時的には適切なものであるだろう。
【０１２４】
ガス３４は、シャットダウン時にシステムから取り除かれるので、駐車されている自動車において、揮発性のガス３４の存在や保存がもたらされるという危険性がないことは、理解されることができる。
【０１２５】
電解セルおよびこの発明のキットは、内燃エンジン１３の燃焼室に、適切な量の水素ガスおよび酸素ガスを供給する。エンジン効率は、結果として改善される。というのも、非常に高い揮発性のガスの存在は、エンジンで、従来可能であったよりもいっそう大きな炭化水素の爆発を可能にするからである。ガスの燃焼速度は、従来の燃料よりも約１０分速くなり、全焼もまた速くなる。燃焼は、それゆえに、燃焼サイクルの初めのより早くより近い時期に、ピストンがシリンダーの先端または先端付近に存在するときに、完結する。したがって、ピストンが降下するときのシリンダーの冷却は、いっそう効率的になる。というもの、降下する仮定で起こる燃焼がより少なくなるからである。このことは、排気温を減少させるという利点を有し、生成させる亜酸化窒素の量を低減するという利点を有する。圧縮のみで燃料を燃焼させるディーゼルエンジンでは、加えられるガスは、燃焼の室を向上させる点火プラグのような効果を有する。更に、加えたれたガスは、シリンダーの内部に生成される傾向があるいくらかの炭素沈殿物をエンジンで燃焼させることさえ可能にし、その結果、エンジンは、この発明の装置の継続的な使用によって、よりいっそう清潔になるかもしれない。
【０１２６】
燃焼の際のこれらの有益な効果は、ガス効率およびディーゼル燃費効率を、近似的に５−１５パーセントのオーダーで改善する。先端におけるよりいっそう完全な燃焼が、燃焼工程を改善させることになるという理由で、出力およびトルクが、また、改善される。馬力およびトルクの約１０−１４％の改善が、観察される。更に、ガスおよび固体汚染物質の放出において約４０％のオーダー程度のかなりの低減が、記録される。したがって、より清潔な稼動および改善された燃費が、出力の支出を引き起こす従来のエンジンと異なって、この発明は、燃費および出力の両方で、改善を提供すると共に、また、より低い排気温に起因するより清潔な運転を提供する。
【０１２７】
これらの利点の全ては、自動車のバッテリーにおける、１５アンペアで約１３ボルトの電力の引き上げ、これは、約１９５ワットまたは近似的に１／３馬力であるが、によって実現される。これは、比較的小さな引き上げであり、余分なセットのヘッドライトを追加することによってもたらされる消耗と同程度の消耗である。
【０１２８】
電解セルおよびこの発明のキットが、内燃エンジンの追加燃料として使用されるガスを生成する電気分解の使用に関連する幾つかの問題にどのように対処するのかということは、今、理解されることができる。この発明は、適切な量の水素ガスおよび酸素ガスを生成し、それらをエンジンに一定の率で効率的に供給する。ガスの流れは、長い運行および極端な天気状況ですら、連続的にとぎれることがない。装置は、複数のオーバーラップする通風安心機構を有すると共に、圧力容器規格に基づいて製造されているので、装置は、また、爆発の危険を避けられる。更に、装置は、メンテナンスされること、修理が行われること、および、据え付けされることが容易である。これらの利点の幾つかは、一つには、利用できる構成部品の効率的な使用を通じて達成される。また、セルに出力を供給するのに使用される電源装置は、冷たい気候で水シリンダー内に形成されるかもしれない氷を溶かす機能を有し、システムは、ポンプのような追加の構成部品を必要とすることなしに、内部のガス圧を利用して、ガスおよび水の両方を循環させる。
【０１２９】
当該技術に精通している人には、先の記述が、好ましい実施形態に関するものであるということ、および、様々な変更および修正が、この発明の精神をたがえることなしに、添付された請求項の範疇で可能であるということを、理解することができるだろう。例えば、言及は、自動車で用いられる内燃エンジンに関して行われたけれども、また、この発明は、自動車で使用されない燃焼エンジンに用いられるかもしれず、オイルバーナー（加熱炉）またはボイラーのような非燃焼エンジンに用いられるかもしれない。また、仮に、高いエンジン速度、または、高い一分あたりの回転数に比例する効率的な増加を生成することが望まれるなら、他の電源装置を追加することが有益であるかもしれず、エンジン速度に基づいて電源装置への電力を変えることが有益であるかもしれない。この方法では、エンジンが高速で運転されているとき、セルへの電力およびセルのガス出力を、増加させることができる。様々な他の修正は、この技術に精通している人には明白であり、ここでは更に詳細には記述されないだろう。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】この発明の電解セルおよび内燃エンジンキットの前方断面図である。
【図２】図１の電解セルおよび内燃エンジンキットの前方図である。
【図３】図１および図２の電解セルの斜視図であり、隠れている特徴を示す図である。
【図４】自動車に固定されているこの発明の内燃エンジンキットを示す図である。
【図５】時間に対する内燃エンジンの空気取り込み口の圧力の典型的なグラフである。
【図６】囲い込みケースを備えるこの発明の電解セルおよび内燃エンジンキットの前方斜視図である。
【図７】この発明の内燃エンジンキットの外部接続を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004528512.tif 000074
2004528512.tif 000075