特許ウォッチ

公開番号2025030960
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136704
出願日2023-08-25
発明の名称水素・酸素発生装置、及び水素・酸素燃焼の熱を利用した暖房装置
出願人個人,個人,個人
代理人個人
主分類C25B 9/00 20210101AFI20250228BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】強アルカリ溶液を使用せず、安全でかつ効率的に水素ガスと酸素ガスを発生する水素・酸素発生装置、及びこの水素・酸素発生装置で生成された水素ガスと酸素ガスを使用し、空気中の酸素を使用せず、二酸化炭素や窒素酸化物を排出しない水素・酸素燃焼の熱を利用した暖房装置を提供する。
【解決手段】水素・酸素発生装置は、固体高分子電解質膜と該固体電解質膜の両面側にそれぞれ配された陰極側電極板及び陽極側電極板とを有し、陽極側電極板に供給された原料水を電気分解して、水素ガスと酸素ガスを発生する水電解セルを備え、陽極側電極板は、固体高分子電解質膜が配置される面に所定パターン形状の複数の溝が形成され、複数の溝が陽極側電極板上の原料水の流入口と流出口とを連結する複数の通路を形成する。暖房装置は、外気空気中の酸素を使用せず、水素・酸素発生装置で発生した水素ガスと酸素ガスのみを利用して燃焼させ、発生した燃焼熱を利用する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固体高分子電解質膜と該固体電解質膜の両面側にそれぞれ配された陰極側電極板及び陽極側電極板とを有し、前記陽極側電極板に供給された原料水を電気分解して、水素ガスと酸素ガスを発生する水電解セルを備え、
前記陽極側電極板は、前記固体高分子電解質膜が配置される面に所定パターン形状の複数の溝が形成され、
前記複数の溝が前記陽極側電極板上の前記原料水の流入口と流出口とを連結する複数の通路を形成することを特徴とする水素・酸素発生装置。
続きを表示（約 640 文字）【請求項２】
複数の前記水電解セルを並列に接続して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水素・酸素発生装置。
【請求項３】
前記複数の水電解セルで発生した前記水素ガス及び前記酸素ガスをそれぞれ回収する水素ガス回収手段及び酸素ガス回収手段をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の水素・酸素発生装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の水素・酸素発生装置と、
外気空気中の酸素を使用せず、前記水素・酸素発生装置で発生した水素ガスと酸素ガスのみを利用して燃焼させる燃焼手段とを備え、
前記燃焼手段で発生した燃焼熱を利用して所定空間を加熱することを特徴とする水素・酸素燃焼の熱を利用した暖房装置。
【請求項５】
前記燃焼手段は、少なくとも１つの燃焼ノズルからなる燃焼バーナーを有し、
前記燃焼ノズルは、中心に前記酸素ガスを噴出する酸素ガス噴出口と、前記酸素ガス噴出口の外周に設けられたリング状の前記水素ガスを噴出する水素ガス噴出口とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の水素・酸素燃焼の熱を利用した暖房装置。
【請求項６】
前記燃焼手段で前記水素ガスと前記酸素ガスとを燃焼させる際に生成した水蒸気を利用して前記燃焼熱により加熱される前記所定空間を加湿する加湿手段をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載の水素・酸素燃焼の熱を利用した暖房装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水の電気分解で水素ガス及び酸素ガスを発生する水素・酸素発生装置、及び水素・酸素発生装置で発生した水素ガス及び酸素ガスを燃焼させ、その燃焼熱を利用した暖房装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、クリーンなエネルギー源として水素ガスを利用することが注目されている。水素ガスの製造方法として、石油や天然ガスに含まれるメタンなどの炭化水素を水蒸気と反応させて水素と二酸化炭素（ＣＯ
２
）に分離する水蒸気改質法と、水に電流を流して水素と酸素に分離する電気分解法とが周知されている。
【０００３】
水蒸気改質法は大量の水素ガスを得られるものの、化石燃料を原料とするため、水素生成時に二酸化炭素（ＣＯ
２
）を排出するという問題点があった。一方、水素生成時に化石燃料を原料としない方法としての電気分解法は、水の電気分解で水素ガスを生成する場合、水を電気分解することによって水素ガスと酸素ガスとを生成ガスとして発生させる水電解モジュールを備えた水素・酸素発生装置を利用する。従来、電気分解法において、水は電気を通しにくいため、一般的には水に触媒としての水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等の強アルカリ溶液を添加することで水素ガスの生成効率を上げることができる。
【０００４】
また近年、このような水に触媒としての強アルカリ溶液を添加する方法を用いた水素・酸素発生装置で発生した水素ガスを酸素ガスと混合させた状態で燃焼させ、その燃焼熱を利用して温風を発生する水素燃焼型温風発生方法及び水素燃焼型温風暖房機が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の水素燃焼型温風発生方法及び水素燃焼型温風暖房機において、水素ガスと酸素ガスを発生する電気分解装置では、水の電気分解を促進するために、水に水酸化カリウムが加えられている。また、燃焼部では、発生した水素ガスを酸素ガスと混合させる際に、空気も導入して混合するようになっている。ここで導入された空気に含まれた酸素は水素ガスと燃焼し、同時に空気が加熱されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第４６７１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の電気分解工程では、水に触媒としての水酸化カリウム溶液を添加する方法を用いており、この水酸化カリウム溶液は劇物であり人体には危険であるため、特に一般家庭用の水素生成装置への使用を避けるべきである。そのため、安全でかつ効率的に水素ガスと酸素ガスを発生する電気分解装置が望まれている。
【０００８】
また、特許文献１に記載の水素燃焼型温風発生方法及び水素燃焼型温風暖房機において、水素ガスを燃焼する際に、電気分解で生成された酸素ガス以外に空気も導入して燃焼、加熱するため、従来の空気中の酸素を使用する水素燃焼システムと同様に、窒素酸化物（ＮＯｘ）が生成するという問題点があった。
【０００９】
従って、本発明は従来技術の上述した問題点を解消するものであり、その目的は、強アルカリ溶液を使用せず、安全でかつ効率的に水素ガスと酸素ガスを発生する水素・酸素発生装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、水の電気分解で生成された水素ガスと酸素ガスを使用し、空気中の酸素を使用せずに熱エネルギーを獲得し、かつ二酸化炭素や窒素酸化物を排出しない水素の燃焼熱を利用した暖房装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許