燃焼ガス発生装置
【課題】簡素な構成で組立、分解が容易で量産性、メンテナンス性に優れ、酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを効率的に発生させることができ、電気分解の効率性、確実性に優れ、温度上昇やショートの発生を防止し、取扱い性、耐久性、動作の確実性、安定性に優れ、燃焼ガスを無駄なく回収でき、自動車等に搭載して、燃焼ガスを有効利用できる省資源性、環境保護性に優れた燃焼ガス発生装置の提供。
【解決手段】（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）と、を備えている。
【解決手段】（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水（上水）又は川の水、井戸水、雨水などの自然水（軽水）の中に電解促進剤（少量の電解物質）を溶解した電解液を静電誘導を利用して効率的に電気分解することにより、自然界に存在する水から、酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを発生させることができ、ガソリン等の燃料の代わりとなる究極のクリーンエネルギーとして利用することが可能で、省資源性、環境保護性に優れ、自動車等にも好適に搭載することができる燃焼ガス発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を電気分解することにより酸素ガスや水素ガスを発生させる電気分解装置が多種開発され、電極板の配置や電解槽の構造について、様々な検討が行われている。
例えば、（特許文献１）には、電解電流の一極側を両端側電極板に接続し、他極側を中央部電極板に接続したことを特徴とする海水電解槽が開示されている。
（特許文献２）には、多数個の電極板とスペーサを相互交番的に結合させ、スペーサの内周縁面をオーリングでシーリングして電解液充填室を形成する水素−酸素ガス発生機の電解槽構造が開示されている。
（特許文献３）には、内部に電解室を形成した左右一対の電解槽ケースと、複数の電極板を垂直装着するための装着溝が形成され一定間隔に電極板を電解室の中に配列支持するための電極板絶縁支持枠と、を有し、一対の電解槽ケースの結合接触部の間に絶縁板を配置して、電解槽を相互に絶縁させた水素と酸素の混合ガス発生電解槽が開示されている。
（特許文献４）には、大きさの違う大小２種類の四角形電極板を数十枚、大小たがいちがいに等間隔で重ねて、小の電極板の部分を電気分解槽とし、大の電極板を電気分解槽外部に出した状態で重ね合わせた水燃機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２５４６２３１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０３７６３３号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１０２９３２号公報
【特許文献４】実用新案登録第３１１８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）では、複数の電極板の両端側の電極板を電源の一方の電極に接続し、中央部の電極板を電源の他方の電極に接続しているが、両端側の電極板と中央部の電極板の間に配置される電極板の枚数が増え、両端側の電極板と中央部の電極板との間隔が拡がるにつれ、バイポーラ方式の電極構造に近づき、両端側の電極板と中央部の電極板との間の電圧を高くしなければならず、電極板の腐食が発生し易くなるにも関わらず、電極に接続されるのは、両端側の電極板と中央部の電極板のみであり、その間に配置される電極板の枚数も特定されておらず、電気分解の効率性、確実性に欠けるという課題を有していた。
（２）また、（特許文献１）には、海水流通孔を有する複数の電極板と複数の額縁状のガスケットとを交互に積層して構成した電解室に海水を流通させて電気分解を行なうことが記載されているが、電極板とガスケットの外形形状が同一であり、電極板の外周が外部に露出しているため、電極板に手が触れる可能性が高く、取扱い性に欠けるという課題を有していた。
（３）（特許文献２）では、多数個の電極板とスペーサを相互交番的に結合させ、スペーサの内周縁面をオーリングでシーリングして電解液充填室を形成しており、電解液充填室が電極板より狭く、電解液と電極板の接触面積が小さくなって、電極板の面積全体を有効に利用することができず、電気分解の効率性、省資源性に欠けるという課題を有していた。
（４）また、（特許文献２）では、電極板の外周部がスペーサの外方に大きく突出して外部に露出しているため、電極板に手が触れ易く、取扱い性に欠けるという課題を有していた。また、これらの電極板に電源のプラス電極とマイナス電極を交互に接続した場合、電極板への異物などの付着等により、ショートが発生するおそれがあり、動作の確実性、メンテナンス性に欠けるという課題を有していた。
（５）（特許文献３）では、複数の電極板を垂直装着するための装着溝が形成され一定間隔に電極板を電解室の中に配列支持するための電極板絶縁支持枠が必要なだけでなく、一対の電解槽ケースの結合接触部の間に絶縁板を配置して電解槽を相互に絶縁しなければならず、構造が複雑で部品点数が多く、組立及び分解の作業性、メンテナンス性、量産性に欠けるという課題を有していた。
（６）また、（特許文献３）では、電解室が電極板絶縁支持枠や電解槽ケースで囲まれているため、放熱性に欠けるが、温度上昇を防ぐための対策が施されておらず、動作の安定性、耐久性に欠けるという課題を有していた。
（７）（特許文献４）では、大きさの違う大小２種類の四角形電極板を大小たがいちがいに等間隔で重ねて、小の電極板の部分を電気分解槽としているため、大の電極板の外周部分を電極として有効に利用することができず、電気分解の効率性、省資源性に欠けるという課題を有していた。
（８）また、（特許文献４）では、小の電極板は全部それぞれ四個所の縁に絶縁物で縁どりされているため、電源の電極と直接接続して電圧を印加することが困難であり、大の電極板のみを使用してバイポーラ方式で駆動する場合には、電圧を高くしなければならず、電極板の腐食が発生し易く、実用性、耐久性に欠けるという課題を有していた。大の電極板のみを使用してモノポーラ方式で駆動する場合には、大の電極板を電気分解槽外部に出した状態で重ね合わせているため、電極板に手が触れ易く、取扱い性に欠けると共に、電極板への異物などの付着等により、ショートが発生するおそれがあり、動作の確実性、メンテナンス性に欠けるという課題を有していた。
ていなかった。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡素な構成で、部品点数が少なく、組立、分解が容易で量産性、メンテナンス性に優れ、電極全体を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを効率的に発生させることができ、電気分解の効率性、確実性に優れ、複数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持して、温度上昇やショートの発生を防止することができ、取扱い性、耐久性、動作の確実性、安定性に優れ、水道水や川の水などを利用してガソリン等の燃料の代わりとなる燃焼ガスを確実に発生させ、無駄なく回収することができ、自動車等に搭載して、燃焼ガスを有効に利用することができる省資源性、環境保護性に優れた燃焼ガス発生装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の燃焼ガス発生装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の燃焼ガス発生装置は、電解液を電気分解することにより酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを発生させる燃焼ガス発生装置であって、３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の前記電極と交互に配置される間隔保持部材と、を有し、前記電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され前記第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）と、
を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の電極と交互に配置される間隔保持部材と、を有することにより、多数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持することができ、温度上昇やショートの発生を防止することが可能で、取扱い性、耐久性、動作の確実性、安定性に優れる。
（２）電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）を有するので、第１電極群の電極に正電圧又は負電圧が印加され、第２電極群の電極に第１電極群の電極と逆極性の電圧が印加されることにより、第１電極群及び第２電極群の各電極の両側に隣接して配設されたフロート電極群の各電極は、静電誘導によって、隣接する第１電極群及び第２電極群の各電極と逆極性に帯電し、交互に正及び負に帯電することになるため、電気接続の箇所を減らし、電極間の距離を縮めて、電極に印加する電圧を低減し、発熱や電極の腐食を抑えることができ、全ての電極を有効に利用して、正に帯電した電極の表面からは水素ガス、負に帯電した電極の表面からは酸素ガスを効率的に発生させることができると共に、電解槽をコンパクト化することができ、燃焼ガス発生の効率性、省エネルギー性、設置自在性に優れる。
【０００７】
ここで、電解液の電解質としては、酸性物質、アルカリ性物質、金属塩、塩類の中から１以上を用いることができる。
電極としては、ステンレス，ニッケル，クロム，金，白金，チタン，タンタル等の金属や炭素等の導電性基材を用いることができる。また、銅や真鍮等の導電性基材の表面を白金等で被覆したものも用いることができるが、特にチタンの表面に白金を電着する等して形成された不溶性電極が好適に用いられる。不溶性電極を用いることにより、電極からのスラッジ発生がなく、電解液のメンテナンスが容易で、長寿命性に優れ、高電流密度で使用でき、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
電極の形状としては、板状，棒状，シート状，薄膜状，網状等の種々の公知のものを用いることができる。
【０００８】
間隔保持部材は絶縁性を有するもの（非導電性）であればよいが、シリコンゴム等の合成ゴムやフッ素樹脂、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で形成されたものが好適に用いられる。電解液（電解質）の種類や駆動条件などに応じて、耐酸性、耐アルカリ性、耐熱性を有する材質を選択することにより、耐久性を向上させて長時間使用することができ、省資源性に優れる。間隔保持部材の形状は適宜、選択することができ、電極の全面と対向するようにしてもよいし、電極の一部と対向するようにしてもよい。電極の全面と対向する間隔保持部材としては、中央部に電解液充填部となる開口部を有する枠状に形成されたスペーサが好適に用いられる。スペーサを電極よりも厚く形成し、開口部の周縁に電極の厚さと同等以上の段差（深さ）で、電極の外形に合わせた凹部や電極受爪部などを形成することにより、スペーサで電極の外周を囲繞することができ、電極の端子部以外がスペーサの外部に露出することがなく、隣接するスペーサ同士を隙間なく密着させることができる。よって、両最外層のスペーサの開口部を閉塞するだけで水密な電解槽を形成して電解液の漏れを防止することができ、別途、電解槽を用意する必要がなく、コンパクト性に優れる。電極の一部と対向する間隔保持部材を用いる場合は、別途、電解液の入った電解槽を用意し、その中に電極を沈めて使用する。
【０００９】
３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極は、第１電極群の電極の両側にフロート電極群の電極を１個ずつ配設して３個１組にしたものと、第２電極群の電極の両側にフロート電極群の電極を１個ずつ配設して３個１組にしたものを交互に並べるようにして配置される。これにより、第１電極群及び第２電極群の電極に逆極性の電圧を印加した際に、静電誘導によって、第１電極群の各電極に対向するフロート電極群の電極を第１電極群の各電極に印加された電圧と逆極性に帯電させ、第２電極群の各電極に対向するフロート電極群の電極を第２電極群の各電極に印加された電圧と逆極性に帯電させることができる。
第１電極群及び第２電極群の電極に印加する電圧は直流であるが、電源としては直流パルス電源が好適に用いられる。尚、電極の表面に水素分子や酸素分子が付着すると電流が一時的に遮断され、水素分子や酸素分子が剥離した時に電流が流れるので、必ずしも直流パルスを使用する必要はない。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記間隔保持部材が、前記電極と対向する電解反応用開口部と、前記電解反応用開口部の上方に延設され前記燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部と、前記電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され前記電極と係合する１以上の電極受爪部と、を有し、前記電解液が充填される電解液充填部を備えたスペーサである構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）スペーサの電解液充填部が、電極と対向する電解反応用開口部と、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、各々の電極のほぼ全面が電解液に接した状態で、隣接する電極と対向するため、電極の面積を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを発生させることができ、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
（２）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、電極を電解反応用開口部の位置に合わせて簡便かつ確実に保持することができ、組立作業性に優れると共に、電極の外周をスペーサで囲繞して、隣接するスペーサ同士を隙間なく密着させ、電解液充填部に確実に電解液を保持することができ、電気分解の信頼性に優れる。
（３）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の上方に延設され燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部を有することにより、電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部に集めて燃焼ガス排出部から確実に排出、回収することができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。
【００１１】
ここで、電解反応用開口部は電極の外形と同じかやや大きめに形成することにより、電極のほぼ全面を電解液に接触させ、電極の面積を有効に利用することができ、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
燃焼ガス回収用開口部は電解反応用開口部の上端側に連設されるが、上方に向かって幅が狭まる三角形状や台形状に形成したものが好適に用いられる。電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部の上端部に集めて効率的に回収するためである。特に、燃焼ガス回収用開口部の下端部の幅が、電解反応用開口部の上端側の幅と同等になるように形成した場合、電極全体から発生する燃焼ガスを漏れなく確実に燃焼ガス回収用開口部に集めることができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記スペーサが、前記電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）スペーサが、電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を有することにより、隣接するスペーサの電解反応用開口部同士を電解液流通部によって確実に連通させることができるので、電解液を速やかに流通させ、隣接する電極間に確実に電解液を充填して、電解液充填部全体を電解液で満たすことができ、電解液の充填性、電気分解の確実性に優れる。
【００１３】
ここで、電解液流通部は、電解反応用開口部の外形を電極の外形よりやや大きめに形成するなどして、電極の外周に形成することができる。電解液流通部は必ずしも電極の外周全周に形成する必要はなく、部分的に切り欠き状に形成してもよい。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の燃焼ガス発生装置であって、最外層の前記電極又は前記スペーサに当接して前記電極及び前記スペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、少なくとも一方の前記挟持部が、下端側に形設され前記電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部と、上端側に形設され前記電解液充填部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部と、を有し、前記電解液が貯留される１以上の電解液タンクが、前記電解液供給部及び前記燃焼ガス排出部と接続されている構成を有している。
この構成により、請求項２又は３の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）最外層の電極又はスペーサに当接して電極及びスペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、少なくとも一方の挟持部が、下端側に形設され電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部を有することにより、スペーサと挟持部で電解槽を形成して装置を小型化することができ、省スペース性に優れる。
（２）電解液供給部が、挟持部の下端側に形設されているので、発生した燃焼ガスの移動を妨げることなく、確実に電解液を供給することができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部の下端側に電解液供給部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、確実に一方の電解液供給部から電解液を供給し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（３）少なくとも一方の挟持部の上端側に形設され電解液充填部の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有するので、電解液充填部の上方（燃焼ガス回収用開口部）に溜まる燃焼ガスを確実に挟持部から外に排出して無駄なく回収することができ、燃焼ガスの回収の効率性に優れる。特に、両側の挟持部の上端側に燃焼ガス排出部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、高い位置にある燃焼ガス排出部から確実に燃焼ガスを排出して回収し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（４）電解液供給部及び燃焼ガス排出部と接続され電解液が貯留される１以上の電解液タンクを有するので、電解液充填部の内部で燃焼ガスが発生し、燃焼ガス排出部から排出されて電解液タンクに回収されることにより電解液が減少しても、電解液タンクから電解液を補充して、連続的に運転し続けることができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部に形設された電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して２つの電解液タンクを配置した場合、装置（電解槽）が傾いても、電解液充填部に確実に電解液を供給しながら燃焼ガスを回収し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（５）電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して挟持部と電解液タンクが一体化されているので、装置全体をコンパクト化することができ、取扱い性、設置自在性に優れると共に、挟持部と電解液タンクを接続する配管が不要で、電解液の供給不良や燃焼ガスの回収不良が発生し難く、安定した連続運転が可能で、動作の安定性、メンテナンス性に優れる。
【００１５】
ここで、挟持部は積層された電極及びスペーサを両側から挟持できるものであればよい。挟持部を電極及びスペーサの外形よりも大きく形成し、外周部に複数のボルト貫通孔を穿設すれば、ボルトとナットの螺着により簡便かつ強固に固定することができ、組立及び分解の作業性に優れる。尚、必要に応じて、スペーサの表面や外周に接着剤や粘着剤などを塗布若しくは充填する等してシールしてもよい。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部と、前記電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項４の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部を有することにより、電解液や水を簡便に補充することができ、取扱い性に優れる。
（２）電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管を有することにより、電解液タンクに集められた燃焼ガスをさらに大きなタンクに貯留したり、燃焼ガスを自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給して燃焼させたりすることができ、使用性に優れる。
ここで、電解液注入部は、初期の電解液の注入及び減少した電解液の補充に使用する。尚、電解液が減少した場合は、電解液ではなく、水のみを補給してもよい。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、前記電極に穿設されたボルト挿通孔及び前記ワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、前記ボルト軸に非導電性のナットが螺着されて、前記電極が、前記電解液が貯留された電解槽に沈設された構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、電極に穿設されたボルト挿通孔及びワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、ボルト軸に非導電性のナットが螺着されることにより、多数の電極を簡便に等間隔で保持することができ、取扱い性、組立及び分解の作業性に優れる。
【００１８】
ここで、ワッシャ、ボルト軸、ナットはそれぞれ非導電性の材質の中から適宜、選択することができる。
また、ボルト挿通孔の数や配置は電極の大きさや形状などに応じて適宜、選択することができるが、電極の外形形状に沿うように略均等に配置することにより、電極の間隔を略均一に保持することができ、固定安定性に優れる。
電極は電解槽の底部に自立させてもよいし、電解槽の内壁に凹状又は凸状の係合部を形設し、ボルト軸の端部やナットを係合するなどして吊り下げるようにして固定してもよい。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有し、前記カバー部の中央部に前記電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部が形設されている構成を有している。
この構成により、請求項６の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有することにより、電解液の漏れや電解槽の内部への異物の侵入によるショートの発生を防止することができ、安全性、駆動の安定性に優れる。
（２）カバー部の中央部に電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部が形設されていることにより、発生した燃焼ガスを漏れなく効率的に回収して利用することができ、燃焼ガス回収の効率性、有効利用性に優れる。
（３）燃焼ガス貯め部がカバー部の中央部に形設されていることにより、電解槽が前後方向や左右方向に傾いた場合でも、発生した燃焼ガスを確実に燃焼ガス貯め部に集めて燃焼ガス排出部から排出することができ、燃焼ガスの供給が途絶えることがなく、燃焼ガス供給の安定性、確実性に優れる。
【００２０】
ここで、燃焼ガス貯め部の形状は適宜、選択することができるが、断面の幅が上方に向かって狭まる三角形状や台形状に形成された集合部を有するものが好適に用いられる。電解槽の内部で発生する燃焼ガスを集合部によって燃焼ガス貯め部の上端部に集めて効率的に回収するためである。特に、角錐状や円錐状に形成した場合、電解槽の内部で発生する燃焼ガスを全方向から中央部の燃焼ガス貯め部に向かって確実に集めることができ燃焼ガス回収の効率性に優れる。さらに、燃焼ガス貯め部の両側部に燃焼ガス排出部を設けた場合、燃焼ガス発生装置を搭載した自動車等が坂道を走行する等して車体が傾いても、上方に傾いた燃焼ガス排出部から燃焼ガスを安定して供給することができ、燃焼ガス供給の信頼性に優れる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記カバー部の内側上面に配設され前記電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項７の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）カバー部の内側上面に配設され電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を有することにより、多数の電極の電気接続を簡便かつ確実に行うことができ、組立、分解、交換などに要する作業時間を短縮することが可能で、メンテナンス性、量産性に優れる。
【００２２】
ここで、ソケット式の電極端子接続部は、電極に形成された端子部を挿抜自在に挟持できるものであればよい。例えば、電極が平板状に形成されている場合、導電性の板材を折り曲げ、電極の厚さと同等以下の隙間を有するコ字型の電極端子挟持部を形成すればよい。長尺状の板材を連続的に折り曲げて電極の端子部の数だけ電極端子挟持部を形成すれば、１つの電極端子接続部で多数の電極をまとめて電気接続することができ、量産性に優れる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記電解液に凍結防止用のエタノールが添加された構成を有している。
この構成により、請求項１乃至８の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）電解液に凍結防止用のエタノールが添加されることにより、冬場や寒冷地においても水溶性の電解液が凍結することなく、確実に安定して燃焼ガスを発生させることができ、動作の安定性、信頼性に優れる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明の燃焼ガス発生装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）逆極性の電圧が印加される第１電極群及び第２電極群の各々の電極の前後（表裏）にそれぞれフロート電極群の電極を１枚ずつ配設することにより、フロート電極群の各電極を、隣接する第１電極群及び第２電極群の各電極と逆極性に帯電させることができ、電気接続の数を減らし、電極間の距離を縮めて、電極に印加する電圧を低減し、発熱や電極の腐食を抑えながら、全ての電極を有効に利用して、水素ガス及び酸素ガスを効率的に発生させることができ、コンパクト性、燃焼ガス発生の効率性、省エネルギー性、設置自在性に優れた静電誘導方式の燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部に集めて燃焼ガス排出部から確実に排出、回収することができる燃焼ガス回収の効率性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）隣接するスペーサの電解反応用開口部同士を電解液流通部で確実に連通させ、供給される電解液を速やかに流通させることができ、隣接する電極間に確実に電解液を充填して電解液充填部全体を電解液で満たすことができる電解液の充填性、電気分解の確実性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して挟持部と電解液タンクが一体化され、コンパクト性、取扱い性、設置自在性に優れ、挟持部と電解液タンクを接続する配管が不要で、電解液の供給不良や燃焼ガスの回収不良が発生し難く、安定した連続運転が可能な動作の安定性、メンテナンス性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解液タンクの燃焼ガス排出管から燃焼ガスを排出させ、さらに大きなタンクに貯留したり、自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給して燃焼させたりすることができる使用性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）非導電性のワッシャ、ボルト軸、ナットを用いて、多数の電極を簡便に等間隔で保持することができる取扱い性、組立及び分解の作業性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解槽が前後方向や左右方向に傾いた場合でも、発生した燃焼ガスをカバー部の中央部に形設された燃焼ガス排出部に確実に集めて排出することができ、燃焼ガスの供給が途絶えることがない燃焼ガス供給の安定性、確実性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ソケット式の電極端子接続部に電極の端子部を挿通するだけで、多数の電極の電気接続を簡便かつ確実に行うことができ、組立、分解、交換などに要する作業時間を短縮することが可能なメンテナンス性、量産性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００３２】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１乃至８の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）冬場や寒冷地においても電解液の凍結を防止し、確実に安定して燃焼ガスを発生させることができる動作の安定性、信頼性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式正面図
【図２】実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式側面図
【図３】実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電解槽を示す要部模式正面分解図
【図４】実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電極の配置を示す模式斜視図
【図５】実施の形態１における燃焼ガス発生装置のスペーサを示す模式斜視図
【図６】実施の形態１における燃焼ガス発生装置の動作原理を示す要部模式正面図
【図７】実施の形態２における燃焼ガス発生装置を示す模式斜視図
【図８】実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式側面図
【図９】実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式正面図
【図１０】実施の形態２における燃焼ガス発生装置の電極の電気接続を示す要部拡大模式側面図
【図１１】電極間の電流と電解液の温度変化の測定結果を示した図
【図１２】電極間の電流と電解液の温度変化の測定結果を示した図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の燃焼ガス発生装置について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式正面図であり、図２は実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式側面図である。
図１中、１は実施の形態１の燃焼ガス発生装置、２は燃焼ガス発生装置１の電解槽、２ａは電解槽２の両側部に配設された挟持部、６は電解槽２の両側の挟持部２ａの下端側に形設され電解槽２の内部に電解液を供給するための電解液供給部、７は電解槽２の両側の挟持部２ａの上端側に形設され電解槽２の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部、９は電解槽２の外周で挟持部２ａに貫装された８本のボルト軸、１０は挟持部２ａの外側でボルト軸９の両端部に挿着されたワッシャ、１１は挟持部２ａの外側でボルト軸９の両端部に螺着されたナット、１２は両側の電解液供給部６及び燃焼ガス排出部７とそれぞれ接続され電解液が貯留される２つの電解液タンク、１３は各々の電解液タンク１２の上端部に形設された電解液注入部、１３ａは電解液注入部１３の先端開口部に着脱自在に覆設された蓋部、１４は電解液注入部１３に連結された燃焼ガス排出管、１４ａは一端が２つの電解液タンク１２の電解液注入部１３にそれぞれ接続された燃焼ガス排出管１４の接続管、１４ｂは２つの接続管１４ａの他端側を集合させて接続した燃焼ガス排出管１４の集合管である。
【００３５】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電解槽の構造について説明する。
図３は実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電解槽を示す要部模式正面分解図である。
図３中、３ａは３ｎ枚の電極の内、一方の端から数えて（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群３Ａの電極（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数、ｎは３以上の自然数）、３ｂは３ｎ枚の電極の内、一方の端から数えて（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群３Ｂの電極（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）、３ｃは３ｎ枚の電極の内、一方の端から数えて（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群３Ｂの電極３ｂに印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群３Ｃの電極（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）、４は各々の電極３ａ，３ｂ，３ｃと交互に積層される間隔保持部材としてのスペーサ、８は挟持部２ａに穿設されボルト軸９（図１，２参照）が挿通されるボルト貫通孔である。
本実施の形態では、チタンの表面に白金を電着した不溶性電極を電極３ａ，３ｂ，３ｃとして使用した。これにより、電極３ａ，３ｂ，３ｃからのスラッジ発生がなく、電解液のメンテナンスが容易で、長寿命性に優れ、高電流密度で使用でき、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
尚、電極３ａ，３ｂ，３ｃの材質はこれに限定されるものではなく、ステンレス，ニッケル，クロム，金，白金，チタン，タンタル等の金属や炭素等の導電性基材を用いることができる。
【００３６】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電極の詳細について説明する。
図４は、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電極の配置を示す模式斜視図である。
図４中、３ｄは第１電極群３Ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｂ，３ｃの上端側の一側部に形成された端子部である。これらの端子部３ｄをそれぞれ電源のプラス電極及びマイナス電極に電気接続することにより、第１電極群３Ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｂ，３ｃに電圧を印加することができる。尚、図１，２，６では、説明の都合上、端子部３ｄを省略した。
尚、図３及び図４は、ｎ＝３、ｎ１＝２、ｎ２＝１の場合の電極３ａ，３ｂ，３ｃの配置を示しているが、電極３ａ，３ｂ，３ｃの数や配置はこれに限定されるものではなく、上記の関係を満たす範囲で適宜、選択することができる。
【００３７】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置のスペーサの詳細について説明する。
図５は、実施の形態１における燃焼ガス発生装置のスペーサを示す模式斜視図である。
図５中、５は電解液が充填されるスペーサ４の電解液充填部、５ａは電極３ａ，３ｂ，３ｃと対向する電解液充填部５の略矩形状の電解反応用開口部、５ｂは電解反応用開口部５ａの上方に延設され燃焼ガス排出部７（図１，３参照）と連通する電解液充填部５の略台形状の燃焼ガス回収用開口部、５ｃは電解反応用開口部５ａの周縁の四隅に略三角形状の段差状に形設され電極３ａ，３ｂ，３ｃと係合する電解液充填部５の電極受爪部、５ｄは電解反応用開口部５ａの周縁部の内の両側辺部と下辺部に形設された電解液充填部５の電解液流通部、５ｅは第１電極群３Ｂの電極３ｂの端子部３ｄをスペーサ４の外部に取り出すための電極端子取り出し溝である。
尚、図５に示したスペーサ４は、第１電極群３Ｂの電極３ｂ（図４参照）と対向配置されるスペーサであり、第２電極群３Ｃの電極３ｃと対向配置されるスペーサでは電極３ｃの端子部３ｄ（図４参照）の位置に対応して電極端子取り出し溝５ｅが形成され、フロート電極群３Ａの電極３ａと対向配置されるスペーサでは電極端子取り出し溝５ｅは形成されない。
【００３８】
スペーサ４は、シリコンゴム等の合成ゴムやフッ素樹脂、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で形成した。
また、スペーサ４の板厚は電極３ａ，３ｂ，３ｃの板厚よりも厚く形成し、電極受爪部５ｃの段差は電極３ａ，３ｂ，３ｃの板厚と同等以上の深さに形成した。これにより、電極３ａ，３ｂ，３ｃの外周をスペーサ４で囲繞することができ、電極３ａ，３ｂ，３ｃの端子部３ｄ以外が電解槽２の外部に露出することがなく、隣接するスペーサ４同士を隙間なく密着させて、水密な電解槽２を形成することができ、電解液の漏れを防止することができる。
電解槽２は、ボルト軸９とナット１１の螺着により簡便かつ強固に固定することができ、組立及び分解の作業性に優れる。尚、必要に応じて、スペーサ４の表面や外周に接着剤や粘着剤などを塗布若しくは充填する等してシールしてもよい。
【００３９】
スペーサ４の電解反応用開口部５ａは電極３ａ，３ｂ，３ｃの外形と略同等の大きさに形成することにより、電極３ａ，３ｂ，３ｃのほぼ全面を電解液に接触させ、電極３ａ，３ｂ，３ｃの面積を有効に利用して、燃焼ガスを効率的に発生させることができる。
燃焼ガス回収用開口部５ｂは、上方に向かって幅が狭まる台形状に形成した。これにより、電解反応用開口部５ｂで発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部５ｂの上端部に集めて効率的に回収することができる。特に、燃焼ガス回収用開口部５ｂの下端部の幅が、電解反応用開口部５ａの上端側の幅と同等になるように形成した場合、燃焼ガスが電解反応用開口部５ａから燃焼ガス回収用開口部５ｂにスムーズに流れ、途中に溜まることがなく、電極３ａ，３ｂ，３ｃ全体から発生する燃焼ガスを漏れなく確実に燃焼ガス回収用開口部５ｂに集めることができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。また、燃焼ガス排出部７を燃焼ガス回収用開口部５ｂの頂部（上辺側）の中央付近に配置することにより、電解槽２の長手方向と平行な軸心周りに電解槽２が傾いても、燃焼ガス排出部７が電解液で塞がれることがなく、燃焼ガス排出部７から確実に燃焼ガスを排出することができ、燃焼ガスの供給安定性に優れる。これにより、燃焼ガス発生装置１を自動車等に搭載した際に、自動車等が坂道を走行する等して車体（電解槽２）が傾いても、燃焼ガスを安定して供給することができ、信頼性に優れる。
【００４０】
本実施の形態では、電解反応用開口部５ａの一部（両側辺部と下辺部）を電極３ａ，３ｂ，３ｃの外形よりやや大きめに形成することにより、電解液充填部５の電極受爪部５ｃに電極３ａ，３ｂ，３ｃの四隅を係合させて電極３ａ，３ｂ，３ｃとスペーサ４を積層した際に、電極３ａ，３ｂ，３ｃの外周に電解液流通部５ｄが形成されるようにした。これにより、隣接するスペーサ４の電解液充填部５同士が、燃焼ガス回収用開口部５ｂ及び電解液流通部５ｄで連通し、電解液の流通性、充填性に優れる。
尚、本実施の形態では間隔保持部材としてスペーサ４を使用したが、間隔保持部材の形状はこれに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。
【００４１】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の動作原理について説明する。
図６は、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の動作原理を示す要部模式正面図である。
図６中、１５は第１電極群３Ｂの電極３ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｃと電気接続された燃焼ガス発生装置１の電源部である。
尚、図６では説明の都合上、スペーサ４を省略し、電極３ａ，３ｂ，３ｃの周りは電解液で満たされているものとする。
一方の端から数えて（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に電圧印加も接地もされないフロート電極群３Ａの電極３ａが配設される（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）が、ここではｎ＝３であるので、ｉ＝１〜３となり、１，３，４，６，７，９番目がフロート電極群３Ａの電極３ａとなる。
また、一方の端から数えて（２＋６（ｊ−１））番目に正電圧が印加される第１電極群３Ｂの電極３ｂが配設される（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）が、電極３ａ，３ｂ，３ｃの総枚数３ｎ＝９であるので、ｎ１＝２であり、ｊ＝１〜２となり、２，８番目が第１電極群３Ｂの電極３ｂとなる。
また、一方の端から数えて（５＋６（ｋ−１））番目に第１電極群３Ｂの電極３ｂに印加される電圧と逆極性の負電圧が印加される第２電極群３Ｃの電極３ｃが配設される（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）が、電極３ａ，３ｂ，３ｃの総枚数３ｎ＝９であるので、ｎ２＝１であり、ｋ＝１となり、５番目が第２電極群３Ｃの電極３ｃとなる。
【００４２】
図６において、９枚の電極３ａ，３ｂ，３ｃは、第１電極群３Ｂの電極３ｂの両側にフロート電極群３Ａの電極３ａを１枚ずつ配設して３枚１組にしたものと、第２電極群３Ｃの電極３ｃの両側にフロート電極群３Ａの電極３ａを１枚ずつ配設して３枚１組にしたものを交互に３組並べるようにして配置した形となっている。これにより、第１電極群３Ｂの電極３ｂに正電圧を印加し、第２電極群３Ｃの電極３ｃに負電圧を印加した際に、静電誘導によって第１電極群３Ｂの各電極３ｂの両側に配設されたフロート電極群３Ａの電極３ａを第１電極群３Ｂの各電極３ｂに印加された正電圧と逆極性の負に帯電させ、第２電極群３Ｃの電極３ｃの両側に配設されたフロート電極群３Ａの電極３ａを第２電極群３Ｃの電極３ｃに印加された負電圧と逆極性の正に帯電させることができる。
その結果、９枚全ての電極３ａ，３ｂ，３ｃが、交互に負と正に帯電し、各々の電極３ａ，３ｂ，３ｃから水素ガス又は酸素ガスを発生させることができる。
本実施の形態では、ｎ＝３（ｎ１＝２、ｎ２＝１）の場合で説明したが、ｎの増加に合わせて、上記の関係に従って電極３ａ，３ｂ，３ｃを配置することができる。
【００４３】
発生した燃焼ガスは、電解液充填部５の電解反応用開口部５ａから燃焼ガス回収用開口部５ｂへ移動して溜まり、左右の挟持部２ａの燃焼ガス排出部７を通って電解液タンク１２の上部に集められる。そして、電解液タンク１２の電解液注入部１３に接続された燃焼ガス排出管１４の接続管１４ａ，集合管１４ｂを通って、さらに大きなタンクに貯留或いは、自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給されて使用される。
この燃焼ガス発生装置１は自動車や船舶等に搭載することができるが、電極３ａ，３ｂ，３ｃやスペーサ４の厚みを薄くすることにより、電解槽２をコンパクト化することができる。また、電解槽２の左右２箇所に燃焼ガス排出部７及び電解液タンク１２が設けられているので、自動車等が坂道を走行する等して電解槽２が長手方向に向かって傾き、一方の燃焼ガス排出部７が電解液で塞がれても、他方の燃焼ガス排出部７から確実に燃焼ガスを排出して電解液タンク１２に回収することができ、燃焼ガスの回収、供給の安定性に優れる。
【００４４】
以上のように実施の形態１における燃焼ガス発生装置によれば、以下の作用を有する。
（１）３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の電極と交互に配置される間隔保持部材（スペーサ）と、を有することにより、多数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持することができ、温度上昇やショートの発生を防止することが可能で、取扱い性、耐久性、動作の確実性、安定性に優れる。
（２）電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）を有するので、第１電極群の電極に正電圧又は負電圧が印加され、第２電極群の電極に第１電極群の電極と逆極性の電圧が印加されることにより、第１電極群及び第２電極群の各電極の両側に隣接して配設されたフロート電極群の各電極は、静電誘導によって、隣接する第１電極群及び第２電極群の各電極と逆極性に帯電し、交互に正及び負に帯電することになるため、電気接続の箇所を減らし、電極間の距離を縮めて、電極に印加する電圧を低減し、発熱や電極の腐食を抑えることができ、全ての電極を有効に利用して、正に帯電した電極の表面からは水素ガス、負に帯電した電極の表面からは酸素ガスを効率的に発生させることができると共に、電解槽をコンパクト化することができ、燃焼ガス発生の効率性、省エネルギー性、設置自在性に優れる。
（３）スペーサの電解液充填部が、電極と対向する電解反応用開口部と、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、各々の電極のほぼ全面が電解液に接した状態で、隣接する電極と対向するため、電極の面積を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを発生させることができ、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
（４）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、電極を電解反応用開口部の位置に合わせて簡便かつ確実に保持することができ、組立作業性に優れると共に、電極の外周をスペーサで囲繞して、隣接するスペーサ同士を隙間なく密着させ、電解液充填部に確実に電解液を保持することができ、電気分解の信頼性に優れる。
（５）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の上方に延設され燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部を有することにより、電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部に集めて燃焼ガス排出部から確実に排出、回収することができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。
（６）スペーサが、電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を有することにより、隣接するスペーサの電解反応用開口部同士を電解液流通部によって確実に連通させることができるので、電解液を速やかに流通させ、隣接する電極間に確実に電解液を充填して、電解液充填部全体を電解液で満たすことができ、電解液の充填性、電気分解の確実性に優れる。
（７）最外層の電極又はスペーサに当接して電極及びスペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、少なくとも一方の挟持部が、下端側に形設され電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部を有することにより、スペーサと挟持部で電解槽を形成して装置を小型化することができ、省スペース性に優れる。
（８）電解液供給部が、挟持部の下端側に形設されているので、発生した燃焼ガスの移動を妨げることなく、確実に電解液を供給することができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部の下端側に電解液供給部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、確実に一方の電解液供給部から電解液を供給し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（９）少なくとも一方の挟持部の上端側に形設され電解液充填部の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有するので、電解液充填部の上方（燃焼ガス回収用開口部）に溜まる燃焼ガスを確実に挟持部から外に排出して無駄なく回収することができ、燃焼ガスの回収の効率性に優れる。特に、両側の挟持部の上端側に燃焼ガス排出部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、高い位置にある燃焼ガス排出部から確実に燃焼ガスを排出して回収し続けることができ、車両や船舶等の燃焼ガス供給機として使用しても動作の確実性に優れる。
（１０）電解液供給部及び燃焼ガス排出部と接続され電解液が貯留される１以上の電解液タンクを有するので、電解液充填部の内部で燃焼ガスが発生し、燃焼ガス排出部から排出されて電解液タンクに回収されることにより電解液が減少しても、電解液タンクから電解液を補充して、連続的に運転し続けることができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部に形設された電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して２つの電解液タンクを配置した場合、装置（電解槽）が傾いても、電解液充填部に確実に電解液を供給しながら燃焼ガスを回収し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（１１）電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して挟持部と電解液タンクが一体化されているので、装置全体をコンパクト化することができ、取扱い性、設置自在性に優れると共に、挟持部と電解液タンクを接続する配管が不要で、電解液の供給不良や燃焼ガスの回収不良が発生し難く、安定した連続運転が可能で、動作の安定性、メンテナンス性に優れる。
（１２）電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部を有することにより、電解液や水を簡便に補充することができ、取扱い性に優れる。
（１３）電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管を有することにより、電解液タンクに集められた燃焼ガスをさらに大きなタンクに貯留したり、燃焼ガスを自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給して燃焼させたりすることができ、使用性に優れる。
（１４）電解液に凍結防止用のエタノールを添加した場合、冬場や寒冷地においても水溶性の電解液が凍結することなく、確実に安定して燃焼ガスを発生させることができ、動作の安定性、信頼性に優れる。
【００４５】
（実施の形態２）
実施の形態２における燃焼ガス発生装置について説明する。尚、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付して説明を省略する。
図７は実施の形態２における燃焼ガス発生装置を示す模式斜視図であり、図８は実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式側面図であり、図９は実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式正面図である。
図７乃至９において、実施の形態２における燃焼ガス発生装置１Ａが実施の形態１における燃焼ガス発生装置１と大きく異なるのは、間隔保持部材が、非導電性のワッシャ４ａ（図８）であり、電極３（図８，９）に穿設されたボルト挿通孔８ａ（図９）及びワッシャ４ａ（図８）に非導電性のボルト軸９ａ（図８）が挿通され、ボルト軸９ａに非導電性のナット１１ａ（図８）が螺着されて、電極３が、電解液が貯留された電解槽２２に沈設されている（図８，９）点である。
【００４６】
図７乃至図９中、６ａは電解槽２２の両側の下端側に形設され電解槽２２の内部に電解液を供給するための電解液供給部（図７，８）、２２ａは電解槽２２の上部開口部（図８，９）、２２ｂは上部開口部２２ａの周縁に形成されたフランジ部、２２ｃは電解槽２２の底部に形成又は配設され電極３の下端を支持する凸条の支持部（図８，９）、２３は上部開口部２２ａに覆設されるカバー部、２４はカバー部２３の中央部に形設され電解槽２２の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部７ａを有する燃焼ガス貯め部、２４ａは断面の幅が上方に向かって狭まるように台形状に形成された燃焼ガス貯め部２４の集合部（図８，９）、２４ｂは集合部２４ａの頂部に形設された燃焼ガス貯め部２４の溝部（図８，９）、２４ｃは溝部２４ｂの両端に穿設されパイプ状の燃焼ガス排出部７ａが嵌設された燃焼ガス貯め部２４の燃焼ガス排出孔（図７，８）、２５はボルトとナットにより電解槽２２のフランジ部２２ｂにカバー部２３を固定する固定手段である。
【００４７】
燃焼ガス貯め部２４の形状は適宜、選択することができるが、断面の幅が上方に向かって狭まる集合部２４ａを有することにより、電解槽２２の内部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス貯め部２４の上端部の溝部２４ｂに集め、燃焼ガス排出孔２４ｃから確実に排出して効率的に回収することができる。特に、集合部２４ａを角錐状や円錐状に形成した場合、電解槽２２の内部で発生する燃焼ガスを全方向から中央部の燃焼ガス貯め部２４の溝部２４ｂに向かって確実に集めることができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。これにより、燃焼ガス発生装置１Ａを自動車等に搭載した際に、自動車等が坂道を走行する等して車体が傾いても、燃焼ガスを安定して供給することができ、信頼性に優れる。
また、本実施の形態では、電極３は電解槽２２の底部の電極支持部２２ｃで支持したが、電解槽２２の内壁に凹状又は凸状の係合部を形設し、ボルト軸９ａの端部やナット１１ａを係合するなどして吊り下げるようにして固定してもよい。尚、電極支持部２２ｃは電解槽２２の底部に一体に形成してもよいし、別部材で形成したものを載置又は固設してもよい。電極３の下端と電解槽２２の底部との間に隙間を形成することにより、電解液が電極３の下端に周り込み易く、電解液を循環（対流）させることができ、電極３の表面に酸素ガスや水素ガスが付着し難く、電解槽２２内の電解液の濃度を略均一に保ちながら電極３の表面全体で効率的な電気分解を行うことができる。
【００４８】
本実施の形態では、図８に示すように、合計で２４枚の電極３を使用しているが、実施の形態１と同様に、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目にフロート電極群３Ａの電極３ａ（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数、ｎは３以上の自然数）が配設され、（２＋６（ｊ−１））番目に第１電極群３Ｂの電極３ｂ（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）が配設され、（５＋６（ｋ−１））番目に第２電極群３Ｃの電極３ｃ（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）が配設されている。
尚、ボルト挿通孔８ａの数や配置は電極３の大きさや形状などに応じて適宜、選択することができるが、電極３の外形形状に沿うように略均等に配置することにより、電極３の間隔を略均一に保持することができ、固定安定性に優れる。
【００４９】
次に、実施の形態２における燃焼ガス発生装置の電極の電気接続について説明する。
図１０は、実施の形態２における燃焼ガス発生装置の電極の電気接続を示す要部拡大模式側面図である。
図１０中、２６はカバー部２３の内側上面に配設され電極３ｂに形成された端子部３ｄが挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部、２６ａは長尺状の導電性の板材を連続的に折り曲げて電極３ｂの厚さと同等以下の隙間を有するコ字型に形成された電極端子接続部２６の電極端子挟持部、２６ｂは電極端子接続部２６の端部固定部、２７はカバー部２３に貫設され電極端子接続部２６の端部固定部２６ｂをカバー部２３に固定するボルトとナットを用いた電源接続端子、２７ａは電源接続端子２７と図示しない電源を接続する接続ケーブルである。
【００５０】
図１０では、第１電極群３Ｂの電極３ｂの電気接続について説明したが、第２電極群３Ｃの電極３ｃも同様に電気接続される。
ソケット式の電極端子接続部２６は、電極３ｂ，３ｃに形成された端子部３ｄを挿抜自在に挟持できるものであればよいが、電極端子挟持部２６ａが電極３ｂ，３ｃ（端子部３ｄ）の厚さと同等以下の隙間を有することにより、端子部３ｄと確実に接触して導通させることができる。特に、コ字型の電極端子挟持部２６ａの両側部を図１０に示すように二重に形成した場合、電極端子挟持部２６ａのバネ性により端子部３ｄを強固に保持することができ、電気接続の信頼性に優れる。
尚、第１電極群３Ｂの電極３ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｃをそれぞれ電気接続する２つの電極端子接続部２６，２６は図９に示すように電解槽２２の両側に配置し、各々の電源接続端子２７，２７は図７に示すように対角線上に配置した。
【００５１】
以上のように構成された実施の形態２における燃焼ガス発生装置によれば、実施の形態１の（１），（２），（１４）の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、電極に穿設されたボルト挿通孔及びワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、ボルト軸に非導電性のナットが螺着されることにより、多数の電極を簡便に等間隔で保持することができ、取扱い性、組立及び分解の作業性に優れる。
（２）電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有することにより、電解液の漏れや電解槽の内部への異物の侵入によるショートの発生を防止することができ、安全性、駆動の安定性に優れる。
（３）カバー部の中央部に電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部が形設されていることにより、発生した燃焼ガスを漏れなく効率的に回収して利用することができ、燃焼ガス回収の効率性、有効利用性に優れる。
（４）両側部に燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部がカバー部の中央部に形設されていることにより、電解槽が前後方向や左右方向に傾いた場合でも、発生した燃焼ガスを確実に燃焼ガス貯め部に集めて燃焼ガス排出部から排出することができ、燃焼ガスの供給が途絶えることがなく、燃焼ガス供給の安定性、確実性に優れる。
（５）カバー部の内側上面に配設され電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を有することにより、多数の電極の電気接続を簡便かつ確実に行うことができ、組立、分解、交換などに要する作業時間を短縮することが可能で、メンテナンス性、量産性に優れる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
電極の寸法は、高さ１５０ｍｍ、幅７５ｍｍとし、チタンの表面に白金を電着した不溶性電極を使用した。また、電極の総枚数は２４枚（第１電極群の電極４枚を２，８，１４，２０番目に配置、第２電極群の電極４枚を５，１１，１７，２３番目に配置し、残りはフロート電極群の電極１６枚）とし、各電極間の距離は１ｍｍとした。
２Ｌの水道水に４ｇの電解質を加えたものを電解液として使用し、第１電極群の電極と第２電極群の電極の間に１２Ｖの電圧を印加した。
このとき、消費電流と電解液の温度変化を測定した。
【００５３】
（実施例２）
電極の寸法を高さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍとし、４Ｌの水道水に８ｇの電解質を加えた電解液を使用し、第１電極群の電極と第２電極群の電極の間に１８Ｖの電圧を印加した以外は、実施例と同様にして、電極間の電流と電解液の温度変化を測定した。
【００５４】
図１１及び図１２は電極間の電流と電解液の温度変化の測定結果を示した図である。尚、図１１及び図１２において、横軸は時間［Ｈ］、左の縦軸は消費電流［Ａ］、右の縦軸は電解液温度［℃］を示している。
図１１によれば、実施例１では、運転開始から５０分程度の間、消費電流は、１２Ａ程度でほぼ一定であったが、その後、１０分程度の間に急激に低下し、以後は９Ａ程度で安定した。また、電解液温度は、消費電流が１２Ａ程度でほぼ一定の間は、急激に上昇し続けるが、消費電流が低下し始めると、温度上昇が緩やかになり、消費電流が９Ａ程度で安定すると、電解液の温度も６０℃程度で安定し、それ以上、上昇することはなかった。
尚、図１１には、運転開始から５．５時間経過後までしか示していないが、４８時間連続して運転しても、消費電流及び電解液温度に変化は見られず、安定して運転することができた。
また、運転開始から運転終了まで、１時間おきに水素ガスの発生量を測定したところ、１分当たり約５００ｃｃの水素ガスが継続して発生していることが確認できた。
【００５５】
図１２によれば、実施例２では、運転開始から５０分程度の間、消費電流は、２０Ａ程度でほぼ一定であったが、その後、１０分程度の間に急激に低下し、以後は１５Ａ程度で安定した。また、電解液温度は、運転開始から３０分程度の間、急激に上昇するが、その後、温度上昇が緩やかになり、４２℃程度で安定し、それ以上、上昇することはなかった。
また、運転開始から運転終了まで、１時間おきに水素ガスの発生量を測定したところ、１分当たり約１０００ｃｃの水素ガスが継続して発生していることが確認できた。
実施例２では、実施例１の２倍の面積の電極を使用したため、ほぼ２倍の水素ガスが発生したが、消費電流は１．７倍程度に抑えられ、電解液の温度上昇による発熱量も１．３程度まで抑えられている（温度上昇量は０．６５倍だが、電解液の量が２倍になっているため熱量としては１．３倍）ことがわかった。
【００５６】
従来のように複数の電極に電源のプラス電極とマイナス電極を交互に接続した場合、電解液温度は１００℃近くにまで達して沸騰状態となり、水蒸気が発生すると共に、電極が溶けたり、波打つように変形したりする現象が発生したが、実施例１，２ではそのような現象が発生せず、温度上昇が低く抑えられ、安定した運転を実現できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、簡素な構成で、部品点数が少なく、組立、分解が容易で量産性、メンテナンス性に優れ、電極全体を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガス（酸素水素混合ガス）を効率的に発生させることができ、電気分解の効率性、確実性に優れ、複数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持して、温度上昇やショートの発生を防止することができ、取扱い性、耐久性、安全性、動作の確実性、安定性に優れ、地球上にふんだんに存在する水を、石油や石炭等の化石燃料に代わるエネルギー源として有効に循環、利用することができ、地球の環境に優しく、水素燃料よりも低コストで、高価な水素タンクや水素ステーションなどを必要とせず、環境保護性に優れ、航空産業、海洋産業、自動車産業など様々な産業における代替燃料を供給することができ、資源不足の解消、環境保護に大きく貢献することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ａ 燃焼ガス発生装置
２，２２ 電解槽
２ａ 挟持部
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 電極
３ｄ 端子部
３Ａ フロート電極群
３Ｂ 第１電極群
３Ｃ 第２電極群
４ スペーサ（間隔保持部材）
４ａ ワッシャ
５ 電解液充填部
５ａ 電解反応用開口部
５ｂ 燃焼ガス回収用開口部
５ｃ 電極受爪部
５ｄ 電解液流通部
５ｅ 電極端子取り出し溝
６ 電解液供給部
７，７ａ 燃焼ガス排出部
８ ボルト貫通孔
８ａ ボルト挿通孔
９，９ａ ボルト軸
１０ ワッシャ
１１，１１ａ ナット
１２ 電解液タンク
１３ 電解液注入部
１３ａ 蓋部
１４ 燃焼ガス排出管
１４ａ 接続管
１４ｂ 集合管
１５ 電源部
２２ａ 上部開口部
２２ｂ フランジ部
２２ｃ 電極支持部
２３ カバー部
２４ 燃焼ガス貯め部
２４ａ 集合部
２４ｂ 溝部
２４ｃ 燃焼ガス排出孔
２５ 固定手段
２６ 電極端子接続部
２６ａ 電極端子挟持部
２６ｂ 端部固定部
２７ 電源接続端子
２７ａ 接続ケーブル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道水（上水）又は川の水、井戸水、雨水などの自然水（軽水）の中に電解促進剤（少量の電解物質）を溶解した電解液を静電誘導を利用して効率的に電気分解することにより、自然界に存在する水から、酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを発生させることができ、ガソリン等の燃料の代わりとなる究極のクリーンエネルギーとして利用することが可能で、省資源性、環境保護性に優れ、自動車等にも好適に搭載することができる燃焼ガス発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水を電気分解することにより酸素ガスや水素ガスを発生させる電気分解装置が多種開発され、電極板の配置や電解槽の構造について、様々な検討が行われている。
例えば、（特許文献１）には、電解電流の一極側を両端側電極板に接続し、他極側を中央部電極板に接続したことを特徴とする海水電解槽が開示されている。
（特許文献２）には、多数個の電極板とスペーサを相互交番的に結合させ、スペーサの内周縁面をオーリングでシーリングして電解液充填室を形成する水素−酸素ガス発生機の電解槽構造が開示されている。
（特許文献３）には、内部に電解室を形成した左右一対の電解槽ケースと、複数の電極板を垂直装着するための装着溝が形成され一定間隔に電極板を電解室の中に配列支持するための電極板絶縁支持枠と、を有し、一対の電解槽ケースの結合接触部の間に絶縁板を配置して、電解槽を相互に絶縁させた水素と酸素の混合ガス発生電解槽が開示されている。
（特許文献４）には、大きさの違う大小２種類の四角形電極板を数十枚、大小たがいちがいに等間隔で重ねて、小の電極板の部分を電気分解槽とし、大の電極板を電気分解槽外部に出した状態で重ね合わせた水燃機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第２５４６２３１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０３７６３３号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１０２９３２号公報
【特許文献４】実用新案登録第３１１８５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）では、複数の電極板の両端側の電極板を電源の一方の電極に接続し、中央部の電極板を電源の他方の電極に接続しているが、両端側の電極板と中央部の電極板の間に配置される電極板の枚数が増え、両端側の電極板と中央部の電極板との間隔が拡がるにつれ、バイポーラ方式の電極構造に近づき、両端側の電極板と中央部の電極板との間の電圧を高くしなければならず、電極板の腐食が発生し易くなるにも関わらず、電極に接続されるのは、両端側の電極板と中央部の電極板のみであり、その間に配置される電極板の枚数も特定されておらず、電気分解の効率性、確実性に欠けるという課題を有していた。
（２）また、（特許文献１）には、海水流通孔を有する複数の電極板と複数の額縁状のガスケットとを交互に積層して構成した電解室に海水を流通させて電気分解を行なうことが記載されているが、電極板とガスケットの外形形状が同一であり、電極板の外周が外部に露出しているため、電極板に手が触れる可能性が高く、取扱い性に欠けるという課題を有していた。
（３）（特許文献２）では、多数個の電極板とスペーサを相互交番的に結合させ、スペーサの内周縁面をオーリングでシーリングして電解液充填室を形成しており、電解液充填室が電極板より狭く、電解液と電極板の接触面積が小さくなって、電極板の面積全体を有効に利用することができず、電気分解の効率性、省資源性に欠けるという課題を有していた。
（４）また、（特許文献２）では、電極板の外周部がスペーサの外方に大きく突出して外部に露出しているため、電極板に手が触れ易く、取扱い性に欠けるという課題を有していた。また、これらの電極板に電源のプラス電極とマイナス電極を交互に接続した場合、電極板への異物などの付着等により、ショートが発生するおそれがあり、動作の確実性、メンテナンス性に欠けるという課題を有していた。
（５）（特許文献３）では、複数の電極板を垂直装着するための装着溝が形成され一定間隔に電極板を電解室の中に配列支持するための電極板絶縁支持枠が必要なだけでなく、一対の電解槽ケースの結合接触部の間に絶縁板を配置して電解槽を相互に絶縁しなければならず、構造が複雑で部品点数が多く、組立及び分解の作業性、メンテナンス性、量産性に欠けるという課題を有していた。
（６）また、（特許文献３）では、電解室が電極板絶縁支持枠や電解槽ケースで囲まれているため、放熱性に欠けるが、温度上昇を防ぐための対策が施されておらず、動作の安定性、耐久性に欠けるという課題を有していた。
（７）（特許文献４）では、大きさの違う大小２種類の四角形電極板を大小たがいちがいに等間隔で重ねて、小の電極板の部分を電気分解槽としているため、大の電極板の外周部分を電極として有効に利用することができず、電気分解の効率性、省資源性に欠けるという課題を有していた。
（８）また、（特許文献４）では、小の電極板は全部それぞれ四個所の縁に絶縁物で縁どりされているため、電源の電極と直接接続して電圧を印加することが困難であり、大の電極板のみを使用してバイポーラ方式で駆動する場合には、電圧を高くしなければならず、電極板の腐食が発生し易く、実用性、耐久性に欠けるという課題を有していた。大の電極板のみを使用してモノポーラ方式で駆動する場合には、大の電極板を電気分解槽外部に出した状態で重ね合わせているため、電極板に手が触れ易く、取扱い性に欠けると共に、電極板への異物などの付着等により、ショートが発生するおそれがあり、動作の確実性、メンテナンス性に欠けるという課題を有していた。
ていなかった。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡素な構成で、部品点数が少なく、組立、分解が容易で量産性、メンテナンス性に優れ、電極全体を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを効率的に発生させることができ、電気分解の効率性、確実性に優れ、複数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持して、温度上昇やショートの発生を防止することができ、取扱い性、耐久性、動作の確実性、安定性に優れ、水道水や川の水などを利用してガソリン等の燃料の代わりとなる燃焼ガスを確実に発生させ、無駄なく回収することができ、自動車等に搭載して、燃焼ガスを有効に利用することができる省資源性、環境保護性に優れた燃焼ガス発生装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の燃焼ガス発生装置は、以下の構成を有している。
本発明の請求項１に記載の燃焼ガス発生装置は、電解液を電気分解することにより酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを発生させる燃焼ガス発生装置であって、３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の前記電極と交互に配置される間隔保持部材と、を有し、前記電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され前記第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）と、
を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用を有する。
（１）３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の電極と交互に配置される間隔保持部材と、を有することにより、多数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持することができ、温度上昇やショートの発生を防止することが可能で、取扱い性、耐久性、動作の確実性、安定性に優れる。
（２）電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）を有するので、第１電極群の電極に正電圧又は負電圧が印加され、第２電極群の電極に第１電極群の電極と逆極性の電圧が印加されることにより、第１電極群及び第２電極群の各電極の両側に隣接して配設されたフロート電極群の各電極は、静電誘導によって、隣接する第１電極群及び第２電極群の各電極と逆極性に帯電し、交互に正及び負に帯電することになるため、電気接続の箇所を減らし、電極間の距離を縮めて、電極に印加する電圧を低減し、発熱や電極の腐食を抑えることができ、全ての電極を有効に利用して、正に帯電した電極の表面からは水素ガス、負に帯電した電極の表面からは酸素ガスを効率的に発生させることができると共に、電解槽をコンパクト化することができ、燃焼ガス発生の効率性、省エネルギー性、設置自在性に優れる。
【０００７】
ここで、電解液の電解質としては、酸性物質、アルカリ性物質、金属塩、塩類の中から１以上を用いることができる。
電極としては、ステンレス，ニッケル，クロム，金，白金，チタン，タンタル等の金属や炭素等の導電性基材を用いることができる。また、銅や真鍮等の導電性基材の表面を白金等で被覆したものも用いることができるが、特にチタンの表面に白金を電着する等して形成された不溶性電極が好適に用いられる。不溶性電極を用いることにより、電極からのスラッジ発生がなく、電解液のメンテナンスが容易で、長寿命性に優れ、高電流密度で使用でき、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
電極の形状としては、板状，棒状，シート状，薄膜状，網状等の種々の公知のものを用いることができる。
【０００８】
間隔保持部材は絶縁性を有するもの（非導電性）であればよいが、シリコンゴム等の合成ゴムやフッ素樹脂、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で形成されたものが好適に用いられる。電解液（電解質）の種類や駆動条件などに応じて、耐酸性、耐アルカリ性、耐熱性を有する材質を選択することにより、耐久性を向上させて長時間使用することができ、省資源性に優れる。間隔保持部材の形状は適宜、選択することができ、電極の全面と対向するようにしてもよいし、電極の一部と対向するようにしてもよい。電極の全面と対向する間隔保持部材としては、中央部に電解液充填部となる開口部を有する枠状に形成されたスペーサが好適に用いられる。スペーサを電極よりも厚く形成し、開口部の周縁に電極の厚さと同等以上の段差（深さ）で、電極の外形に合わせた凹部や電極受爪部などを形成することにより、スペーサで電極の外周を囲繞することができ、電極の端子部以外がスペーサの外部に露出することがなく、隣接するスペーサ同士を隙間なく密着させることができる。よって、両最外層のスペーサの開口部を閉塞するだけで水密な電解槽を形成して電解液の漏れを防止することができ、別途、電解槽を用意する必要がなく、コンパクト性に優れる。電極の一部と対向する間隔保持部材を用いる場合は、別途、電解液の入った電解槽を用意し、その中に電極を沈めて使用する。
【０００９】
３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極は、第１電極群の電極の両側にフロート電極群の電極を１個ずつ配設して３個１組にしたものと、第２電極群の電極の両側にフロート電極群の電極を１個ずつ配設して３個１組にしたものを交互に並べるようにして配置される。これにより、第１電極群及び第２電極群の電極に逆極性の電圧を印加した際に、静電誘導によって、第１電極群の各電極に対向するフロート電極群の電極を第１電極群の各電極に印加された電圧と逆極性に帯電させ、第２電極群の各電極に対向するフロート電極群の電極を第２電極群の各電極に印加された電圧と逆極性に帯電させることができる。
第１電極群及び第２電極群の電極に印加する電圧は直流であるが、電源としては直流パルス電源が好適に用いられる。尚、電極の表面に水素分子や酸素分子が付着すると電流が一時的に遮断され、水素分子や酸素分子が剥離した時に電流が流れるので、必ずしも直流パルスを使用する必要はない。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記間隔保持部材が、前記電極と対向する電解反応用開口部と、前記電解反応用開口部の上方に延設され前記燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部と、前記電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され前記電極と係合する１以上の電極受爪部と、を有し、前記電解液が充填される電解液充填部を備えたスペーサである構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）スペーサの電解液充填部が、電極と対向する電解反応用開口部と、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、各々の電極のほぼ全面が電解液に接した状態で、隣接する電極と対向するため、電極の面積を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを発生させることができ、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
（２）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、電極を電解反応用開口部の位置に合わせて簡便かつ確実に保持することができ、組立作業性に優れると共に、電極の外周をスペーサで囲繞して、隣接するスペーサ同士を隙間なく密着させ、電解液充填部に確実に電解液を保持することができ、電気分解の信頼性に優れる。
（３）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の上方に延設され燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部を有することにより、電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部に集めて燃焼ガス排出部から確実に排出、回収することができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。
【００１１】
ここで、電解反応用開口部は電極の外形と同じかやや大きめに形成することにより、電極のほぼ全面を電解液に接触させ、電極の面積を有効に利用することができ、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
燃焼ガス回収用開口部は電解反応用開口部の上端側に連設されるが、上方に向かって幅が狭まる三角形状や台形状に形成したものが好適に用いられる。電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部の上端部に集めて効率的に回収するためである。特に、燃焼ガス回収用開口部の下端部の幅が、電解反応用開口部の上端側の幅と同等になるように形成した場合、電極全体から発生する燃焼ガスを漏れなく確実に燃焼ガス回収用開口部に集めることができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記スペーサが、前記電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項２の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）スペーサが、電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を有することにより、隣接するスペーサの電解反応用開口部同士を電解液流通部によって確実に連通させることができるので、電解液を速やかに流通させ、隣接する電極間に確実に電解液を充填して、電解液充填部全体を電解液で満たすことができ、電解液の充填性、電気分解の確実性に優れる。
【００１３】
ここで、電解液流通部は、電解反応用開口部の外形を電極の外形よりやや大きめに形成するなどして、電極の外周に形成することができる。電解液流通部は必ずしも電極の外周全周に形成する必要はなく、部分的に切り欠き状に形成してもよい。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の燃焼ガス発生装置であって、最外層の前記電極又は前記スペーサに当接して前記電極及び前記スペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、少なくとも一方の前記挟持部が、下端側に形設され前記電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部と、上端側に形設され前記電解液充填部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部と、を有し、前記電解液が貯留される１以上の電解液タンクが、前記電解液供給部及び前記燃焼ガス排出部と接続されている構成を有している。
この構成により、請求項２又は３の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）最外層の電極又はスペーサに当接して電極及びスペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、少なくとも一方の挟持部が、下端側に形設され電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部を有することにより、スペーサと挟持部で電解槽を形成して装置を小型化することができ、省スペース性に優れる。
（２）電解液供給部が、挟持部の下端側に形設されているので、発生した燃焼ガスの移動を妨げることなく、確実に電解液を供給することができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部の下端側に電解液供給部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、確実に一方の電解液供給部から電解液を供給し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（３）少なくとも一方の挟持部の上端側に形設され電解液充填部の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有するので、電解液充填部の上方（燃焼ガス回収用開口部）に溜まる燃焼ガスを確実に挟持部から外に排出して無駄なく回収することができ、燃焼ガスの回収の効率性に優れる。特に、両側の挟持部の上端側に燃焼ガス排出部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、高い位置にある燃焼ガス排出部から確実に燃焼ガスを排出して回収し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（４）電解液供給部及び燃焼ガス排出部と接続され電解液が貯留される１以上の電解液タンクを有するので、電解液充填部の内部で燃焼ガスが発生し、燃焼ガス排出部から排出されて電解液タンクに回収されることにより電解液が減少しても、電解液タンクから電解液を補充して、連続的に運転し続けることができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部に形設された電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して２つの電解液タンクを配置した場合、装置（電解槽）が傾いても、電解液充填部に確実に電解液を供給しながら燃焼ガスを回収し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（５）電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して挟持部と電解液タンクが一体化されているので、装置全体をコンパクト化することができ、取扱い性、設置自在性に優れると共に、挟持部と電解液タンクを接続する配管が不要で、電解液の供給不良や燃焼ガスの回収不良が発生し難く、安定した連続運転が可能で、動作の安定性、メンテナンス性に優れる。
【００１５】
ここで、挟持部は積層された電極及びスペーサを両側から挟持できるものであればよい。挟持部を電極及びスペーサの外形よりも大きく形成し、外周部に複数のボルト貫通孔を穿設すれば、ボルトとナットの螺着により簡便かつ強固に固定することができ、組立及び分解の作業性に優れる。尚、必要に応じて、スペーサの表面や外周に接着剤や粘着剤などを塗布若しくは充填する等してシールしてもよい。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部と、前記電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管と、を備えた構成を有している。
この構成により、請求項４の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部を有することにより、電解液や水を簡便に補充することができ、取扱い性に優れる。
（２）電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管を有することにより、電解液タンクに集められた燃焼ガスをさらに大きなタンクに貯留したり、燃焼ガスを自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給して燃焼させたりすることができ、使用性に優れる。
ここで、電解液注入部は、初期の電解液の注入及び減少した電解液の補充に使用する。尚、電解液が減少した場合は、電解液ではなく、水のみを補給してもよい。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、前記電極に穿設されたボルト挿通孔及び前記ワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、前記ボルト軸に非導電性のナットが螺着されて、前記電極が、前記電解液が貯留された電解槽に沈設された構成を有している。
この構成により、請求項１の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、電極に穿設されたボルト挿通孔及びワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、ボルト軸に非導電性のナットが螺着されることにより、多数の電極を簡便に等間隔で保持することができ、取扱い性、組立及び分解の作業性に優れる。
【００１８】
ここで、ワッシャ、ボルト軸、ナットはそれぞれ非導電性の材質の中から適宜、選択することができる。
また、ボルト挿通孔の数や配置は電極の大きさや形状などに応じて適宜、選択することができるが、電極の外形形状に沿うように略均等に配置することにより、電極の間隔を略均一に保持することができ、固定安定性に優れる。
電極は電解槽の底部に自立させてもよいし、電解槽の内壁に凹状又は凸状の係合部を形設し、ボルト軸の端部やナットを係合するなどして吊り下げるようにして固定してもよい。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有し、前記カバー部の中央部に前記電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部が形設されている構成を有している。
この構成により、請求項６の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有することにより、電解液の漏れや電解槽の内部への異物の侵入によるショートの発生を防止することができ、安全性、駆動の安定性に優れる。
（２）カバー部の中央部に電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部が形設されていることにより、発生した燃焼ガスを漏れなく効率的に回収して利用することができ、燃焼ガス回収の効率性、有効利用性に優れる。
（３）燃焼ガス貯め部がカバー部の中央部に形設されていることにより、電解槽が前後方向や左右方向に傾いた場合でも、発生した燃焼ガスを確実に燃焼ガス貯め部に集めて燃焼ガス排出部から排出することができ、燃焼ガスの供給が途絶えることがなく、燃焼ガス供給の安定性、確実性に優れる。
【００２０】
ここで、燃焼ガス貯め部の形状は適宜、選択することができるが、断面の幅が上方に向かって狭まる三角形状や台形状に形成された集合部を有するものが好適に用いられる。電解槽の内部で発生する燃焼ガスを集合部によって燃焼ガス貯め部の上端部に集めて効率的に回収するためである。特に、角錐状や円錐状に形成した場合、電解槽の内部で発生する燃焼ガスを全方向から中央部の燃焼ガス貯め部に向かって確実に集めることができ燃焼ガス回収の効率性に優れる。さらに、燃焼ガス貯め部の両側部に燃焼ガス排出部を設けた場合、燃焼ガス発生装置を搭載した自動車等が坂道を走行する等して車体が傾いても、上方に傾いた燃焼ガス排出部から燃焼ガスを安定して供給することができ、燃焼ガス供給の信頼性に優れる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記カバー部の内側上面に配設され前記電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を備えた構成を有している。
この構成により、請求項７の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）カバー部の内側上面に配設され電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を有することにより、多数の電極の電気接続を簡便かつ確実に行うことができ、組立、分解、交換などに要する作業時間を短縮することが可能で、メンテナンス性、量産性に優れる。
【００２２】
ここで、ソケット式の電極端子接続部は、電極に形成された端子部を挿抜自在に挟持できるものであればよい。例えば、電極が平板状に形成されている場合、導電性の板材を折り曲げ、電極の厚さと同等以下の隙間を有するコ字型の電極端子挟持部を形成すればよい。長尺状の板材を連続的に折り曲げて電極の端子部の数だけ電極端子挟持部を形成すれば、１つの電極端子接続部で多数の電極をまとめて電気接続することができ、量産性に優れる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の燃焼ガス発生装置であって、前記電解液に凍結防止用のエタノールが添加された構成を有している。
この構成により、請求項１乃至８の内いずれか１項の作用に加え、以下のような作用を有する。
（１）電解液に凍結防止用のエタノールが添加されることにより、冬場や寒冷地においても水溶性の電解液が凍結することなく、確実に安定して燃焼ガスを発生させることができ、動作の安定性、信頼性に優れる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明の燃焼ガス発生装置によれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）逆極性の電圧が印加される第１電極群及び第２電極群の各々の電極の前後（表裏）にそれぞれフロート電極群の電極を１枚ずつ配設することにより、フロート電極群の各電極を、隣接する第１電極群及び第２電極群の各電極と逆極性に帯電させることができ、電気接続の数を減らし、電極間の距離を縮めて、電極に印加する電圧を低減し、発熱や電極の腐食を抑えながら、全ての電極を有効に利用して、水素ガス及び酸素ガスを効率的に発生させることができ、コンパクト性、燃焼ガス発生の効率性、省エネルギー性、設置自在性に優れた静電誘導方式の燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部に集めて燃焼ガス排出部から確実に排出、回収することができる燃焼ガス回収の効率性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）隣接するスペーサの電解反応用開口部同士を電解液流通部で確実に連通させ、供給される電解液を速やかに流通させることができ、隣接する電極間に確実に電解液を充填して電解液充填部全体を電解液で満たすことができる電解液の充填性、電気分解の確実性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は３の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して挟持部と電解液タンクが一体化され、コンパクト性、取扱い性、設置自在性に優れ、挟持部と電解液タンクを接続する配管が不要で、電解液の供給不良や燃焼ガスの回収不良が発生し難く、安定した連続運転が可能な動作の安定性、メンテナンス性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解液タンクの燃焼ガス排出管から燃焼ガスを排出させ、さらに大きなタンクに貯留したり、自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給して燃焼させたりすることができる使用性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００２９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）非導電性のワッシャ、ボルト軸、ナットを用いて、多数の電極を簡便に等間隔で保持することができる取扱い性、組立及び分解の作業性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００３０】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）電解槽が前後方向や左右方向に傾いた場合でも、発生した燃焼ガスをカバー部の中央部に形設された燃焼ガス排出部に確実に集めて排出することができ、燃焼ガスの供給が途絶えることがない燃焼ガス供給の安定性、確実性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ソケット式の電極端子接続部に電極の端子部を挿通するだけで、多数の電極の電気接続を簡便かつ確実に行うことができ、組立、分解、交換などに要する作業時間を短縮することが可能なメンテナンス性、量産性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【００３２】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１乃至８の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）冬場や寒冷地においても電解液の凍結を防止し、確実に安定して燃焼ガスを発生させることができる動作の安定性、信頼性に優れた燃焼ガス発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式正面図
【図２】実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式側面図
【図３】実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電解槽を示す要部模式正面分解図
【図４】実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電極の配置を示す模式斜視図
【図５】実施の形態１における燃焼ガス発生装置のスペーサを示す模式斜視図
【図６】実施の形態１における燃焼ガス発生装置の動作原理を示す要部模式正面図
【図７】実施の形態２における燃焼ガス発生装置を示す模式斜視図
【図８】実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式側面図
【図９】実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式正面図
【図１０】実施の形態２における燃焼ガス発生装置の電極の電気接続を示す要部拡大模式側面図
【図１１】電極間の電流と電解液の温度変化の測定結果を示した図
【図１２】電極間の電流と電解液の温度変化の測定結果を示した図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の燃焼ガス発生装置について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式正面図であり、図２は実施の形態１における燃焼ガス発生装置を示す模式側面図である。
図１中、１は実施の形態１の燃焼ガス発生装置、２は燃焼ガス発生装置１の電解槽、２ａは電解槽２の両側部に配設された挟持部、６は電解槽２の両側の挟持部２ａの下端側に形設され電解槽２の内部に電解液を供給するための電解液供給部、７は電解槽２の両側の挟持部２ａの上端側に形設され電解槽２の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部、９は電解槽２の外周で挟持部２ａに貫装された８本のボルト軸、１０は挟持部２ａの外側でボルト軸９の両端部に挿着されたワッシャ、１１は挟持部２ａの外側でボルト軸９の両端部に螺着されたナット、１２は両側の電解液供給部６及び燃焼ガス排出部７とそれぞれ接続され電解液が貯留される２つの電解液タンク、１３は各々の電解液タンク１２の上端部に形設された電解液注入部、１３ａは電解液注入部１３の先端開口部に着脱自在に覆設された蓋部、１４は電解液注入部１３に連結された燃焼ガス排出管、１４ａは一端が２つの電解液タンク１２の電解液注入部１３にそれぞれ接続された燃焼ガス排出管１４の接続管、１４ｂは２つの接続管１４ａの他端側を集合させて接続した燃焼ガス排出管１４の集合管である。
【００３５】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電解槽の構造について説明する。
図３は実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電解槽を示す要部模式正面分解図である。
図３中、３ａは３ｎ枚の電極の内、一方の端から数えて（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群３Ａの電極（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数、ｎは３以上の自然数）、３ｂは３ｎ枚の電極の内、一方の端から数えて（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群３Ｂの電極（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）、３ｃは３ｎ枚の電極の内、一方の端から数えて（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群３Ｂの電極３ｂに印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群３Ｃの電極（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）、４は各々の電極３ａ，３ｂ，３ｃと交互に積層される間隔保持部材としてのスペーサ、８は挟持部２ａに穿設されボルト軸９（図１，２参照）が挿通されるボルト貫通孔である。
本実施の形態では、チタンの表面に白金を電着した不溶性電極を電極３ａ，３ｂ，３ｃとして使用した。これにより、電極３ａ，３ｂ，３ｃからのスラッジ発生がなく、電解液のメンテナンスが容易で、長寿命性に優れ、高電流密度で使用でき、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
尚、電極３ａ，３ｂ，３ｃの材質はこれに限定されるものではなく、ステンレス，ニッケル，クロム，金，白金，チタン，タンタル等の金属や炭素等の導電性基材を用いることができる。
【００３６】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電極の詳細について説明する。
図４は、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の電極の配置を示す模式斜視図である。
図４中、３ｄは第１電極群３Ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｂ，３ｃの上端側の一側部に形成された端子部である。これらの端子部３ｄをそれぞれ電源のプラス電極及びマイナス電極に電気接続することにより、第１電極群３Ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｂ，３ｃに電圧を印加することができる。尚、図１，２，６では、説明の都合上、端子部３ｄを省略した。
尚、図３及び図４は、ｎ＝３、ｎ１＝２、ｎ２＝１の場合の電極３ａ，３ｂ，３ｃの配置を示しているが、電極３ａ，３ｂ，３ｃの数や配置はこれに限定されるものではなく、上記の関係を満たす範囲で適宜、選択することができる。
【００３７】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置のスペーサの詳細について説明する。
図５は、実施の形態１における燃焼ガス発生装置のスペーサを示す模式斜視図である。
図５中、５は電解液が充填されるスペーサ４の電解液充填部、５ａは電極３ａ，３ｂ，３ｃと対向する電解液充填部５の略矩形状の電解反応用開口部、５ｂは電解反応用開口部５ａの上方に延設され燃焼ガス排出部７（図１，３参照）と連通する電解液充填部５の略台形状の燃焼ガス回収用開口部、５ｃは電解反応用開口部５ａの周縁の四隅に略三角形状の段差状に形設され電極３ａ，３ｂ，３ｃと係合する電解液充填部５の電極受爪部、５ｄは電解反応用開口部５ａの周縁部の内の両側辺部と下辺部に形設された電解液充填部５の電解液流通部、５ｅは第１電極群３Ｂの電極３ｂの端子部３ｄをスペーサ４の外部に取り出すための電極端子取り出し溝である。
尚、図５に示したスペーサ４は、第１電極群３Ｂの電極３ｂ（図４参照）と対向配置されるスペーサであり、第２電極群３Ｃの電極３ｃと対向配置されるスペーサでは電極３ｃの端子部３ｄ（図４参照）の位置に対応して電極端子取り出し溝５ｅが形成され、フロート電極群３Ａの電極３ａと対向配置されるスペーサでは電極端子取り出し溝５ｅは形成されない。
【００３８】
スペーサ４は、シリコンゴム等の合成ゴムやフッ素樹脂、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で形成した。
また、スペーサ４の板厚は電極３ａ，３ｂ，３ｃの板厚よりも厚く形成し、電極受爪部５ｃの段差は電極３ａ，３ｂ，３ｃの板厚と同等以上の深さに形成した。これにより、電極３ａ，３ｂ，３ｃの外周をスペーサ４で囲繞することができ、電極３ａ，３ｂ，３ｃの端子部３ｄ以外が電解槽２の外部に露出することがなく、隣接するスペーサ４同士を隙間なく密着させて、水密な電解槽２を形成することができ、電解液の漏れを防止することができる。
電解槽２は、ボルト軸９とナット１１の螺着により簡便かつ強固に固定することができ、組立及び分解の作業性に優れる。尚、必要に応じて、スペーサ４の表面や外周に接着剤や粘着剤などを塗布若しくは充填する等してシールしてもよい。
【００３９】
スペーサ４の電解反応用開口部５ａは電極３ａ，３ｂ，３ｃの外形と略同等の大きさに形成することにより、電極３ａ，３ｂ，３ｃのほぼ全面を電解液に接触させ、電極３ａ，３ｂ，３ｃの面積を有効に利用して、燃焼ガスを効率的に発生させることができる。
燃焼ガス回収用開口部５ｂは、上方に向かって幅が狭まる台形状に形成した。これにより、電解反応用開口部５ｂで発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部５ｂの上端部に集めて効率的に回収することができる。特に、燃焼ガス回収用開口部５ｂの下端部の幅が、電解反応用開口部５ａの上端側の幅と同等になるように形成した場合、燃焼ガスが電解反応用開口部５ａから燃焼ガス回収用開口部５ｂにスムーズに流れ、途中に溜まることがなく、電極３ａ，３ｂ，３ｃ全体から発生する燃焼ガスを漏れなく確実に燃焼ガス回収用開口部５ｂに集めることができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。また、燃焼ガス排出部７を燃焼ガス回収用開口部５ｂの頂部（上辺側）の中央付近に配置することにより、電解槽２の長手方向と平行な軸心周りに電解槽２が傾いても、燃焼ガス排出部７が電解液で塞がれることがなく、燃焼ガス排出部７から確実に燃焼ガスを排出することができ、燃焼ガスの供給安定性に優れる。これにより、燃焼ガス発生装置１を自動車等に搭載した際に、自動車等が坂道を走行する等して車体（電解槽２）が傾いても、燃焼ガスを安定して供給することができ、信頼性に優れる。
【００４０】
本実施の形態では、電解反応用開口部５ａの一部（両側辺部と下辺部）を電極３ａ，３ｂ，３ｃの外形よりやや大きめに形成することにより、電解液充填部５の電極受爪部５ｃに電極３ａ，３ｂ，３ｃの四隅を係合させて電極３ａ，３ｂ，３ｃとスペーサ４を積層した際に、電極３ａ，３ｂ，３ｃの外周に電解液流通部５ｄが形成されるようにした。これにより、隣接するスペーサ４の電解液充填部５同士が、燃焼ガス回収用開口部５ｂ及び電解液流通部５ｄで連通し、電解液の流通性、充填性に優れる。
尚、本実施の形態では間隔保持部材としてスペーサ４を使用したが、間隔保持部材の形状はこれに限定されるものではなく、適宜、選択することができる。
【００４１】
次に、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の動作原理について説明する。
図６は、実施の形態１における燃焼ガス発生装置の動作原理を示す要部模式正面図である。
図６中、１５は第１電極群３Ｂの電極３ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｃと電気接続された燃焼ガス発生装置１の電源部である。
尚、図６では説明の都合上、スペーサ４を省略し、電極３ａ，３ｂ，３ｃの周りは電解液で満たされているものとする。
一方の端から数えて（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に電圧印加も接地もされないフロート電極群３Ａの電極３ａが配設される（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）が、ここではｎ＝３であるので、ｉ＝１〜３となり、１，３，４，６，７，９番目がフロート電極群３Ａの電極３ａとなる。
また、一方の端から数えて（２＋６（ｊ−１））番目に正電圧が印加される第１電極群３Ｂの電極３ｂが配設される（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）が、電極３ａ，３ｂ，３ｃの総枚数３ｎ＝９であるので、ｎ１＝２であり、ｊ＝１〜２となり、２，８番目が第１電極群３Ｂの電極３ｂとなる。
また、一方の端から数えて（５＋６（ｋ−１））番目に第１電極群３Ｂの電極３ｂに印加される電圧と逆極性の負電圧が印加される第２電極群３Ｃの電極３ｃが配設される（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）が、電極３ａ，３ｂ，３ｃの総枚数３ｎ＝９であるので、ｎ２＝１であり、ｋ＝１となり、５番目が第２電極群３Ｃの電極３ｃとなる。
【００４２】
図６において、９枚の電極３ａ，３ｂ，３ｃは、第１電極群３Ｂの電極３ｂの両側にフロート電極群３Ａの電極３ａを１枚ずつ配設して３枚１組にしたものと、第２電極群３Ｃの電極３ｃの両側にフロート電極群３Ａの電極３ａを１枚ずつ配設して３枚１組にしたものを交互に３組並べるようにして配置した形となっている。これにより、第１電極群３Ｂの電極３ｂに正電圧を印加し、第２電極群３Ｃの電極３ｃに負電圧を印加した際に、静電誘導によって第１電極群３Ｂの各電極３ｂの両側に配設されたフロート電極群３Ａの電極３ａを第１電極群３Ｂの各電極３ｂに印加された正電圧と逆極性の負に帯電させ、第２電極群３Ｃの電極３ｃの両側に配設されたフロート電極群３Ａの電極３ａを第２電極群３Ｃの電極３ｃに印加された負電圧と逆極性の正に帯電させることができる。
その結果、９枚全ての電極３ａ，３ｂ，３ｃが、交互に負と正に帯電し、各々の電極３ａ，３ｂ，３ｃから水素ガス又は酸素ガスを発生させることができる。
本実施の形態では、ｎ＝３（ｎ１＝２、ｎ２＝１）の場合で説明したが、ｎの増加に合わせて、上記の関係に従って電極３ａ，３ｂ，３ｃを配置することができる。
【００４３】
発生した燃焼ガスは、電解液充填部５の電解反応用開口部５ａから燃焼ガス回収用開口部５ｂへ移動して溜まり、左右の挟持部２ａの燃焼ガス排出部７を通って電解液タンク１２の上部に集められる。そして、電解液タンク１２の電解液注入部１３に接続された燃焼ガス排出管１４の接続管１４ａ，集合管１４ｂを通って、さらに大きなタンクに貯留或いは、自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給されて使用される。
この燃焼ガス発生装置１は自動車や船舶等に搭載することができるが、電極３ａ，３ｂ，３ｃやスペーサ４の厚みを薄くすることにより、電解槽２をコンパクト化することができる。また、電解槽２の左右２箇所に燃焼ガス排出部７及び電解液タンク１２が設けられているので、自動車等が坂道を走行する等して電解槽２が長手方向に向かって傾き、一方の燃焼ガス排出部７が電解液で塞がれても、他方の燃焼ガス排出部７から確実に燃焼ガスを排出して電解液タンク１２に回収することができ、燃焼ガスの回収、供給の安定性に優れる。
【００４４】
以上のように実施の形態１における燃焼ガス発生装置によれば、以下の作用を有する。
（１）３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の電極と交互に配置される間隔保持部材（スペーサ）と、を有することにより、多数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持することができ、温度上昇やショートの発生を防止することが可能で、取扱い性、耐久性、動作の確実性、安定性に優れる。
（２）電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）を有するので、第１電極群の電極に正電圧又は負電圧が印加され、第２電極群の電極に第１電極群の電極と逆極性の電圧が印加されることにより、第１電極群及び第２電極群の各電極の両側に隣接して配設されたフロート電極群の各電極は、静電誘導によって、隣接する第１電極群及び第２電極群の各電極と逆極性に帯電し、交互に正及び負に帯電することになるため、電気接続の箇所を減らし、電極間の距離を縮めて、電極に印加する電圧を低減し、発熱や電極の腐食を抑えることができ、全ての電極を有効に利用して、正に帯電した電極の表面からは水素ガス、負に帯電した電極の表面からは酸素ガスを効率的に発生させることができると共に、電解槽をコンパクト化することができ、燃焼ガス発生の効率性、省エネルギー性、設置自在性に優れる。
（３）スペーサの電解液充填部が、電極と対向する電解反応用開口部と、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、各々の電極のほぼ全面が電解液に接した状態で、隣接する電極と対向するため、電極の面積を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを発生させることができ、燃焼ガス発生の効率性に優れる。
（４）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され電極と係合する１以上の電極受爪部を有することにより、電極を電解反応用開口部の位置に合わせて簡便かつ確実に保持することができ、組立作業性に優れると共に、電極の外周をスペーサで囲繞して、隣接するスペーサ同士を隙間なく密着させ、電解液充填部に確実に電解液を保持することができ、電気分解の信頼性に優れる。
（５）スペーサの電解液充填部が、電解反応用開口部の上方に延設され燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部を有することにより、電解反応用開口部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス回収用開口部に集めて燃焼ガス排出部から確実に排出、回収することができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。
（６）スペーサが、電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を有することにより、隣接するスペーサの電解反応用開口部同士を電解液流通部によって確実に連通させることができるので、電解液を速やかに流通させ、隣接する電極間に確実に電解液を充填して、電解液充填部全体を電解液で満たすことができ、電解液の充填性、電気分解の確実性に優れる。
（７）最外層の電極又はスペーサに当接して電極及びスペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、少なくとも一方の挟持部が、下端側に形設され電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部を有することにより、スペーサと挟持部で電解槽を形成して装置を小型化することができ、省スペース性に優れる。
（８）電解液供給部が、挟持部の下端側に形設されているので、発生した燃焼ガスの移動を妨げることなく、確実に電解液を供給することができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部の下端側に電解液供給部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、確実に一方の電解液供給部から電解液を供給し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（９）少なくとも一方の挟持部の上端側に形設され電解液充填部の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有するので、電解液充填部の上方（燃焼ガス回収用開口部）に溜まる燃焼ガスを確実に挟持部から外に排出して無駄なく回収することができ、燃焼ガスの回収の効率性に優れる。特に、両側の挟持部の上端側に燃焼ガス排出部を形設した場合、装置（電解槽）が傾いても、高い位置にある燃焼ガス排出部から確実に燃焼ガスを排出して回収し続けることができ、車両や船舶等の燃焼ガス供給機として使用しても動作の確実性に優れる。
（１０）電解液供給部及び燃焼ガス排出部と接続され電解液が貯留される１以上の電解液タンクを有するので、電解液充填部の内部で燃焼ガスが発生し、燃焼ガス排出部から排出されて電解液タンクに回収されることにより電解液が減少しても、電解液タンクから電解液を補充して、連続的に運転し続けることができ、動作の安定性に優れる。特に、両側の挟持部に形設された電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して２つの電解液タンクを配置した場合、装置（電解槽）が傾いても、電解液充填部に確実に電解液を供給しながら燃焼ガスを回収し続けることができ、動作の確実性に優れる。
（１１）電解液供給部及び燃焼ガス排出部を介して挟持部と電解液タンクが一体化されているので、装置全体をコンパクト化することができ、取扱い性、設置自在性に優れると共に、挟持部と電解液タンクを接続する配管が不要で、電解液の供給不良や燃焼ガスの回収不良が発生し難く、安定した連続運転が可能で、動作の安定性、メンテナンス性に優れる。
（１２）電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部を有することにより、電解液や水を簡便に補充することができ、取扱い性に優れる。
（１３）電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管を有することにより、電解液タンクに集められた燃焼ガスをさらに大きなタンクに貯留したり、燃焼ガスを自動車等のエンジンその他の燃焼機関に供給して燃焼させたりすることができ、使用性に優れる。
（１４）電解液に凍結防止用のエタノールを添加した場合、冬場や寒冷地においても水溶性の電解液が凍結することなく、確実に安定して燃焼ガスを発生させることができ、動作の安定性、信頼性に優れる。
【００４５】
（実施の形態２）
実施の形態２における燃焼ガス発生装置について説明する。尚、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付して説明を省略する。
図７は実施の形態２における燃焼ガス発生装置を示す模式斜視図であり、図８は実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式側面図であり、図９は実施の形態２における燃焼ガス発生装置の内部を示す要部断面模式正面図である。
図７乃至９において、実施の形態２における燃焼ガス発生装置１Ａが実施の形態１における燃焼ガス発生装置１と大きく異なるのは、間隔保持部材が、非導電性のワッシャ４ａ（図８）であり、電極３（図８，９）に穿設されたボルト挿通孔８ａ（図９）及びワッシャ４ａ（図８）に非導電性のボルト軸９ａ（図８）が挿通され、ボルト軸９ａに非導電性のナット１１ａ（図８）が螺着されて、電極３が、電解液が貯留された電解槽２２に沈設されている（図８，９）点である。
【００４６】
図７乃至図９中、６ａは電解槽２２の両側の下端側に形設され電解槽２２の内部に電解液を供給するための電解液供給部（図７，８）、２２ａは電解槽２２の上部開口部（図８，９）、２２ｂは上部開口部２２ａの周縁に形成されたフランジ部、２２ｃは電解槽２２の底部に形成又は配設され電極３の下端を支持する凸条の支持部（図８，９）、２３は上部開口部２２ａに覆設されるカバー部、２４はカバー部２３の中央部に形設され電解槽２２の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部７ａを有する燃焼ガス貯め部、２４ａは断面の幅が上方に向かって狭まるように台形状に形成された燃焼ガス貯め部２４の集合部（図８，９）、２４ｂは集合部２４ａの頂部に形設された燃焼ガス貯め部２４の溝部（図８，９）、２４ｃは溝部２４ｂの両端に穿設されパイプ状の燃焼ガス排出部７ａが嵌設された燃焼ガス貯め部２４の燃焼ガス排出孔（図７，８）、２５はボルトとナットにより電解槽２２のフランジ部２２ｂにカバー部２３を固定する固定手段である。
【００４７】
燃焼ガス貯め部２４の形状は適宜、選択することができるが、断面の幅が上方に向かって狭まる集合部２４ａを有することにより、電解槽２２の内部で発生する燃焼ガスを燃焼ガス貯め部２４の上端部の溝部２４ｂに集め、燃焼ガス排出孔２４ｃから確実に排出して効率的に回収することができる。特に、集合部２４ａを角錐状や円錐状に形成した場合、電解槽２２の内部で発生する燃焼ガスを全方向から中央部の燃焼ガス貯め部２４の溝部２４ｂに向かって確実に集めることができ、燃焼ガス回収の効率性に優れる。これにより、燃焼ガス発生装置１Ａを自動車等に搭載した際に、自動車等が坂道を走行する等して車体が傾いても、燃焼ガスを安定して供給することができ、信頼性に優れる。
また、本実施の形態では、電極３は電解槽２２の底部の電極支持部２２ｃで支持したが、電解槽２２の内壁に凹状又は凸状の係合部を形設し、ボルト軸９ａの端部やナット１１ａを係合するなどして吊り下げるようにして固定してもよい。尚、電極支持部２２ｃは電解槽２２の底部に一体に形成してもよいし、別部材で形成したものを載置又は固設してもよい。電極３の下端と電解槽２２の底部との間に隙間を形成することにより、電解液が電極３の下端に周り込み易く、電解液を循環（対流）させることができ、電極３の表面に酸素ガスや水素ガスが付着し難く、電解槽２２内の電解液の濃度を略均一に保ちながら電極３の表面全体で効率的な電気分解を行うことができる。
【００４８】
本実施の形態では、図８に示すように、合計で２４枚の電極３を使用しているが、実施の形態１と同様に、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目にフロート電極群３Ａの電極３ａ（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数、ｎは３以上の自然数）が配設され、（２＋６（ｊ−１））番目に第１電極群３Ｂの電極３ｂ（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）が配設され、（５＋６（ｋ−１））番目に第２電極群３Ｃの電極３ｃ（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）が配設されている。
尚、ボルト挿通孔８ａの数や配置は電極３の大きさや形状などに応じて適宜、選択することができるが、電極３の外形形状に沿うように略均等に配置することにより、電極３の間隔を略均一に保持することができ、固定安定性に優れる。
【００４９】
次に、実施の形態２における燃焼ガス発生装置の電極の電気接続について説明する。
図１０は、実施の形態２における燃焼ガス発生装置の電極の電気接続を示す要部拡大模式側面図である。
図１０中、２６はカバー部２３の内側上面に配設され電極３ｂに形成された端子部３ｄが挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部、２６ａは長尺状の導電性の板材を連続的に折り曲げて電極３ｂの厚さと同等以下の隙間を有するコ字型に形成された電極端子接続部２６の電極端子挟持部、２６ｂは電極端子接続部２６の端部固定部、２７はカバー部２３に貫設され電極端子接続部２６の端部固定部２６ｂをカバー部２３に固定するボルトとナットを用いた電源接続端子、２７ａは電源接続端子２７と図示しない電源を接続する接続ケーブルである。
【００５０】
図１０では、第１電極群３Ｂの電極３ｂの電気接続について説明したが、第２電極群３Ｃの電極３ｃも同様に電気接続される。
ソケット式の電極端子接続部２６は、電極３ｂ，３ｃに形成された端子部３ｄを挿抜自在に挟持できるものであればよいが、電極端子挟持部２６ａが電極３ｂ，３ｃ（端子部３ｄ）の厚さと同等以下の隙間を有することにより、端子部３ｄと確実に接触して導通させることができる。特に、コ字型の電極端子挟持部２６ａの両側部を図１０に示すように二重に形成した場合、電極端子挟持部２６ａのバネ性により端子部３ｄを強固に保持することができ、電気接続の信頼性に優れる。
尚、第１電極群３Ｂの電極３ｂ及び第２電極群３Ｃの電極３ｃをそれぞれ電気接続する２つの電極端子接続部２６，２６は図９に示すように電解槽２２の両側に配置し、各々の電源接続端子２７，２７は図７に示すように対角線上に配置した。
【００５１】
以上のように構成された実施の形態２における燃焼ガス発生装置によれば、実施の形態１の（１），（２），（１４）の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、電極に穿設されたボルト挿通孔及びワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、ボルト軸に非導電性のナットが螺着されることにより、多数の電極を簡便に等間隔で保持することができ、取扱い性、組立及び分解の作業性に優れる。
（２）電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有することにより、電解液の漏れや電解槽の内部への異物の侵入によるショートの発生を防止することができ、安全性、駆動の安定性に優れる。
（３）カバー部の中央部に電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部が形設されていることにより、発生した燃焼ガスを漏れなく効率的に回収して利用することができ、燃焼ガス回収の効率性、有効利用性に優れる。
（４）両側部に燃焼ガス排出部を有する燃焼ガス貯め部がカバー部の中央部に形設されていることにより、電解槽が前後方向や左右方向に傾いた場合でも、発生した燃焼ガスを確実に燃焼ガス貯め部に集めて燃焼ガス排出部から排出することができ、燃焼ガスの供給が途絶えることがなく、燃焼ガス供給の安定性、確実性に優れる。
（５）カバー部の内側上面に配設され電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を有することにより、多数の電極の電気接続を簡便かつ確実に行うことができ、組立、分解、交換などに要する作業時間を短縮することが可能で、メンテナンス性、量産性に優れる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
電極の寸法は、高さ１５０ｍｍ、幅７５ｍｍとし、チタンの表面に白金を電着した不溶性電極を使用した。また、電極の総枚数は２４枚（第１電極群の電極４枚を２，８，１４，２０番目に配置、第２電極群の電極４枚を５，１１，１７，２３番目に配置し、残りはフロート電極群の電極１６枚）とし、各電極間の距離は１ｍｍとした。
２Ｌの水道水に４ｇの電解質を加えたものを電解液として使用し、第１電極群の電極と第２電極群の電極の間に１２Ｖの電圧を印加した。
このとき、消費電流と電解液の温度変化を測定した。
【００５３】
（実施例２）
電極の寸法を高さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍとし、４Ｌの水道水に８ｇの電解質を加えた電解液を使用し、第１電極群の電極と第２電極群の電極の間に１８Ｖの電圧を印加した以外は、実施例と同様にして、電極間の電流と電解液の温度変化を測定した。
【００５４】
図１１及び図１２は電極間の電流と電解液の温度変化の測定結果を示した図である。尚、図１１及び図１２において、横軸は時間［Ｈ］、左の縦軸は消費電流［Ａ］、右の縦軸は電解液温度［℃］を示している。
図１１によれば、実施例１では、運転開始から５０分程度の間、消費電流は、１２Ａ程度でほぼ一定であったが、その後、１０分程度の間に急激に低下し、以後は９Ａ程度で安定した。また、電解液温度は、消費電流が１２Ａ程度でほぼ一定の間は、急激に上昇し続けるが、消費電流が低下し始めると、温度上昇が緩やかになり、消費電流が９Ａ程度で安定すると、電解液の温度も６０℃程度で安定し、それ以上、上昇することはなかった。
尚、図１１には、運転開始から５．５時間経過後までしか示していないが、４８時間連続して運転しても、消費電流及び電解液温度に変化は見られず、安定して運転することができた。
また、運転開始から運転終了まで、１時間おきに水素ガスの発生量を測定したところ、１分当たり約５００ｃｃの水素ガスが継続して発生していることが確認できた。
【００５５】
図１２によれば、実施例２では、運転開始から５０分程度の間、消費電流は、２０Ａ程度でほぼ一定であったが、その後、１０分程度の間に急激に低下し、以後は１５Ａ程度で安定した。また、電解液温度は、運転開始から３０分程度の間、急激に上昇するが、その後、温度上昇が緩やかになり、４２℃程度で安定し、それ以上、上昇することはなかった。
また、運転開始から運転終了まで、１時間おきに水素ガスの発生量を測定したところ、１分当たり約１０００ｃｃの水素ガスが継続して発生していることが確認できた。
実施例２では、実施例１の２倍の面積の電極を使用したため、ほぼ２倍の水素ガスが発生したが、消費電流は１．７倍程度に抑えられ、電解液の温度上昇による発熱量も１．３程度まで抑えられている（温度上昇量は０．６５倍だが、電解液の量が２倍になっているため熱量としては１．３倍）ことがわかった。
【００５６】
従来のように複数の電極に電源のプラス電極とマイナス電極を交互に接続した場合、電解液温度は１００℃近くにまで達して沸騰状態となり、水蒸気が発生すると共に、電極が溶けたり、波打つように変形したりする現象が発生したが、実施例１，２ではそのような現象が発生せず、温度上昇が低く抑えられ、安定した運転を実現できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、簡素な構成で、部品点数が少なく、組立、分解が容易で量産性、メンテナンス性に優れ、電極全体を有効に利用して酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガス（酸素水素混合ガス）を効率的に発生させることができ、電気分解の効率性、確実性に優れ、複数の電極を簡便かつ確実に所定の間隔で保持して、温度上昇やショートの発生を防止することができ、取扱い性、耐久性、安全性、動作の確実性、安定性に優れ、地球上にふんだんに存在する水を、石油や石炭等の化石燃料に代わるエネルギー源として有効に循環、利用することができ、地球の環境に優しく、水素燃料よりも低コストで、高価な水素タンクや水素ステーションなどを必要とせず、環境保護性に優れ、航空産業、海洋産業、自動車産業など様々な産業における代替燃料を供給することができ、資源不足の解消、環境保護に大きく貢献することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ａ 燃焼ガス発生装置
２，２２ 電解槽
２ａ 挟持部
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 電極
３ｄ 端子部
３Ａ フロート電極群
３Ｂ 第１電極群
３Ｃ 第２電極群
４ スペーサ（間隔保持部材）
４ａ ワッシャ
５ 電解液充填部
５ａ 電解反応用開口部
５ｂ 燃焼ガス回収用開口部
５ｃ 電極受爪部
５ｄ 電解液流通部
５ｅ 電極端子取り出し溝
６ 電解液供給部
７，７ａ 燃焼ガス排出部
８ ボルト貫通孔
８ａ ボルト挿通孔
９，９ａ ボルト軸
１０ ワッシャ
１１，１１ａ ナット
１２ 電解液タンク
１３ 電解液注入部
１３ａ 蓋部
１４ 燃焼ガス排出管
１４ａ 接続管
１４ｂ 集合管
１５ 電源部
２２ａ 上部開口部
２２ｂ フランジ部
２２ｃ 電極支持部
２３ カバー部
２４ 燃焼ガス貯め部
２４ａ 集合部
２４ｂ 溝部
２４ｃ 燃焼ガス排出孔
２５ 固定手段
２６ 電極端子接続部
２６ａ 電極端子挟持部
２６ｂ 端部固定部
２７ 電源接続端子
２７ａ 接続ケーブル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を電気分解することにより酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを発生させる燃焼ガス発生装置であって、
３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の前記電極と交互に配置される間隔保持部材と、を有し、
前記電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され前記第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）と、
を備えたことを特徴とする燃焼ガス発生装置。
【請求項２】
前記間隔保持部材が、前記電極と対向する電解反応用開口部と、前記電解反応用開口部の上方に延設され前記燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部と、前記電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され前記電極と係合する１以上の電極受爪部と、を有し、前記電解液が充填される電解液充填部を備えたスペーサであることを特徴とする請求項１に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項３】
前記スペーサが、前記電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項４】
最外層の前記電極又は前記スペーサに当接して前記電極及び前記スペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、
少なくとも一方の前記挟持部が、下端側に形設され前記電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部と、上端側に形設され前記電解液充填部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部と、を有し、
前記電解液が貯留される１以上の電解液タンクが、前記電解液供給部及び前記燃焼ガス排出部と接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項５】
前記電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部と、前記電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項６】
前記間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、前記電極に穿設されたボルト挿通孔及び前記ワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、前記ボルト軸に非導電性のナットが螺着されて、前記電極が、前記電解液が貯留された電解槽に沈設されたことを特徴とする請求項１に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項７】
前記電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有し、前記カバー部の中央部に前記電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部が形設されていることを特徴とする請求項６に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項８】
前記カバー部の内側上面に配設され前記電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項９】
前記電解液に凍結防止用のエタノールが添加されたことを特徴とする請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項１】
電解液を電気分解することにより酸素ガス及び水素ガスを含む燃焼ガスを発生させる燃焼ガス発生装置であって、
３ｎ個（但し、ｎは３以上の自然数）の電極と、各々の前記電極と交互に配置される間隔保持部材と、を有し、
前記電極が、（３ｉ−２）番目及び（３ｉ）番目に配設され電圧印加も接地もされないフロート電極群（但し、ｉ＝１〜ｎの自然数）と、（２＋６（ｊ−１））番目に配設され正電圧又は負電圧が印加される第１電極群（但し、ｊ＝１〜ｎ１、ｎ１は２以上の自然数）と、（５＋６（ｋ−１））番目に配設され前記第１電極群の電極に印加される電圧と逆極性の電圧が印加される第２電極群（但し、ｋ＝１〜ｎ２、ｎ２は１以上の自然数）と、
を備えたことを特徴とする燃焼ガス発生装置。
【請求項２】
前記間隔保持部材が、前記電極と対向する電解反応用開口部と、前記電解反応用開口部の上方に延設され前記燃焼ガス排出部と連通する燃焼ガス回収用開口部と、前記電解反応用開口部の周縁に段差状に形設され前記電極と係合する１以上の電極受爪部と、を有し、前記電解液が充填される電解液充填部を備えたスペーサであることを特徴とする請求項１に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項３】
前記スペーサが、前記電解反応用開口部の周縁部に形設された電解液流通部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項４】
最外層の前記電極又は前記スペーサに当接して前記電極及び前記スペーサを両外側から挟持する一対の挟持部を備え、
少なくとも一方の前記挟持部が、下端側に形設され前記電解液充填部に電解液を供給するための電解液供給部と、上端側に形設され前記電解液充填部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部と、を有し、
前記電解液が貯留される１以上の電解液タンクが、前記電解液供給部及び前記燃焼ガス排出部と接続されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項５】
前記電解液タンクの上端部に形設された電解液注入部と、前記電解液注入部に連結された燃焼ガス排出管と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項６】
前記間隔保持部材が、非導電性のワッシャであり、前記電極に穿設されたボルト挿通孔及び前記ワッシャに非導電性のボルト軸が挿通され、前記ボルト軸に非導電性のナットが螺着されて、前記電極が、前記電解液が貯留された電解槽に沈設されたことを特徴とする請求項１に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項７】
前記電解槽の上部開口部に覆設されるカバー部を有し、前記カバー部の中央部に前記電解槽の内部に発生した燃焼ガスを排出するための燃焼ガス排出部が形設されていることを特徴とする請求項６に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項８】
前記カバー部の内側上面に配設され前記電極に形成された端子部が挿抜自在に挟持されるソケット式の電極端子接続部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の燃焼ガス発生装置。
【請求項９】
前記電解液に凍結防止用のエタノールが添加されたことを特徴とする請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の燃焼ガス発生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１７５０９（Ｐ２０１２−１７５０９Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５６８６３（Ｐ２０１０−１５６８６３）
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（５９５１６３０９８）
【出願人】（５０２００９８０８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月９日（２０１０．７．９）
【出願人】（５９５１６３０９８）
【出願人】（５０２００９８０８）
【Ｆターム（参考）】
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