JPH06130168A - Heat supply unit - Google Patents
Heat supply unitInfo
- Publication number
- JPH06130168A JPH06130168A JP4281595A JP28159592A JPH06130168A JP H06130168 A JPH06130168 A JP H06130168A JP 4281595 A JP4281595 A JP 4281595A JP 28159592 A JP28159592 A JP 28159592A JP H06130168 A JPH06130168 A JP H06130168A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- reaction
- supply device
- generated
- cathode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、重水素ガスの電解反応
により発生する熱を利用した熱供給装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat supply device using heat generated by an electrolytic reaction of deuterium gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】１９８９年３月に、ユタ大学において、
ポンズ教授とフライシュマン教授等により、常温におい
て核融合反応が観察されることが発表された。その実験
は次のようなものであった。重水酸化リチウムＬｉＯＤ
を含んだ重水Ｄ2 ＯにパラジウムＰｄ等の水素吸蔵性金
属材料を陰極とし、白金Ｐｔを陽極として直流電流を供
給して電気分解を行うものである（国際公開公報番号Ｗ
Ｏ90/10935) 。2. Description of the Related Art In March 1989, at the University of Utah,
Professor Ponds and Prof. Fleishman announced that a fusion reaction is observed at room temperature. The experiment was as follows. Lithium deuteride LiOD
In heavy water D 2 O containing hydrogen, a hydrogen storage metal material such as palladium Pd is used as a cathode, and platinum Pt is used as an anode to supply a direct current to perform electrolysis (International Publication No. W).
O90 / 10935).
【０００３】かれらの実験によると、投与したエネルギ
ー以上のエネルギーが熱エネルギーとして発生すること
が分かった。その後、多くの科学者によりそのような過
剰熱の発生が確認されており、その過剰熱の発生は、現
在では、ポンズ−フライシュマン効果（以下、Ｐ／Ｆ効
果という）として広く知られている。そして、このよう
なＰ／Ｆ効果により発生した過剰熱を利用して熱供給装
置を実現することが考えられる。According to their experiments, it was found that more energy than the applied energy is generated as heat energy. Since then, generation of such excess heat has been confirmed by many scientists, and the generation of excess heat is now widely known as Ponds-Fleishman effect (hereinafter referred to as P / F effect). . Then, it is conceivable to realize the heat supply device by utilizing the excess heat generated by such P / F effect.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
Ｐ／Ｆ効果を利用して熱供給装置を実現しようとした場
合、次のような問題があった。However, when an attempt is made to realize a heat supply device by utilizing the above P / F effect, there are the following problems.
【０００５】すなわち、従来のＰ／Ｆ効果を用いた装置
では、電解質がアルカリ性のものと酸性のものがある
が、アルカリ性電解質を用いた場合には、陽極において
次式に示すような酸素Ｏ2 を発生する反応が起こってい
る。That is, in the conventional apparatus using the P / F effect, there are alkaline electrolytes and acidic electrolytes. However, when an alkaline electrolyte is used, oxygen O 2 as shown in the following formula at the anode is used. The reaction that occurs is taking place.
【０００６】[0006]
【化１】４ＯＤ- →Ｏ2 ＋２Ｄ2 Ｏ＋４ｅ- [Chemical formula 1] 4OD − → O 2 + 2D 2 O + 4e −
【０００７】ここで、ＯＤ- は重水酸化イオン、ｅ- は
電子イオンを各々表す。この反応が起こるためには、最
低１．７Ｖ（ＲＨＥ基準）程度の電位を必要とする。[0007] Here, OD - Heavy hydroxide ion, e - represent respectively Electron. In order for this reaction to occur, a potential of at least 1.7 V (based on RHE) is required.
【０００８】このように、従来のＰ／Ｆ効果を用いた装
置では、装置に供給するエネルギーの量が多大になるた
め、出力／入力エネルギーの比が低下する要因となって
いた。As described above, in the conventional device using the P / F effect, the amount of energy supplied to the device becomes large, which causes a reduction in the output / input energy ratio.
【０００９】また、電解液としての重水に含まれる重水
酸化リチウム等の電解質は低電気導電性であるため、電
気分解を行うと、溶液の電気抵抗によるジュール熱が発
生し、溶液および電解槽が過熱されることになる。この
ような発熱も入力エネルギーを余計な熱エネルギーにす
るだけで、装置全体のエネルギー効率を低下させる要因
の一つであった。Further, since the electrolyte such as lithium dihydroxide contained in the heavy water as the electrolytic solution has low electric conductivity, Joule heat is generated by the electric resistance of the solution when electrolyzing, so that the solution and the electrolytic cell are separated. It will be overheated. Such heat generation is also one of the factors that reduce the energy efficiency of the entire device by merely converting the input energy into extra heat energy.
【００１０】また、酸性電解質を用いた装置では、陽極
において、重水が次式で示されるように反応し、酸素を
発生していた。Further, in the apparatus using the acidic electrolyte, heavy water reacts as shown by the following equation at the anode to generate oxygen.
【００１１】[0011]
【化２】２Ｄ2 Ｏ→４Ｄ+ ＋Ｏ2 ＋４ｅ- Embedded image 2D 2 O → 4D + + O 2 + 4e −
【００１２】この酸性溶液における酸素発生反応は、ア
ルカリ性電解液での同反応（化学式１）を行うための電
位、すなわち最低１．７Ｖ（ＲＨＥ基準）程度の電位を
必要とする。したがって、アルカリ性電解液を用いた装
置と同様に、その装置の出力／入力エネルギー比を低下
させる主要因となっていた。The oxygen generation reaction in this acidic solution requires a potential for carrying out the same reaction (chemical formula 1) in the alkaline electrolyte, that is, a potential of at least about 1.7 V (RHE standard). Therefore, like the device using the alkaline electrolyte, it has been a main factor of reducing the output / input energy ratio of the device.
【００１３】さらに、従来、電解液がアルカリ性、酸性
いずれの場合でも、陰極で発生する重水素ガスと、陽極
で発生する酸素ガスを装置外へ排出する形式の装置にお
いては、重水が消耗されるので、装置内の液量の減少を
招き、一定時間毎に重水の補充が必要になるという問題
があった。Further, conventionally, heavy water is consumed in an apparatus in which deuterium gas generated at the cathode and oxygen gas generated at the anode are discharged out of the apparatus regardless of whether the electrolytic solution is alkaline or acidic. Therefore, there is a problem that the amount of liquid in the apparatus is reduced and heavy water needs to be replenished at regular intervals.
【００１４】一方、密閉型の装置、すなわち重水素ガス
と酸素ガスを再び装置内で重水に変換する形式のもので
は、その変換に白金触媒を用いた変換装置、およびその
温度を２００°Ｃに保つ温度制御装置が必要である等の
問題があった。また、発熱体からの熱の取り出しが十分
でないと、発熱体が加熱して溶解したり、電解液を加熱
し沸騰させてしまう等の問題があった。しかしながら、
発生した熱を効率良く利用するためには、高い温度での
熱を使用した方が効率が良いことは一般に知られてい
る。On the other hand, in a closed type apparatus, that is, a type in which deuterium gas and oxygen gas are converted into heavy water again in the apparatus, a conversion apparatus using a platinum catalyst for the conversion and the temperature thereof are set to 200 ° C. There was a problem such as the need for a temperature control device to keep the temperature. Further, if the heat is not sufficiently taken out from the heating element, there are problems that the heating element is heated and melted, or the electrolytic solution is heated and boiled. However,
It is generally known that it is more efficient to use heat at a high temperature in order to efficiently use the generated heat.
【００１５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、エネルギー効率が良く、重水の消耗
を低減でき、重水素ガスと酸素ガスを重水へ変換する装
置を必要とすることなく、しかも熱の取り出しが容易な
熱供給装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus which has good energy efficiency, can reduce consumption of heavy water, and converts heavy hydrogen gas and oxygen gas into heavy water. Another object of the present invention is to provide a heat supply device that does not require heat and that can easily take out heat.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の熱供給装
置は、水素吸蔵金属またはその合金中に重水素を過密充
填することにより発熱させる熱発生手段と、この熱発生
手段により発生した熱を外部に取り出すための熱伝達手
段と、この熱伝達手段により取り出された熱を放熱させ
る放熱手段とを備えている。According to another aspect of the present invention, there is provided a heat supply device, wherein heat generating means for generating heat by densely filling deuterium in a hydrogen storage metal or its alloy, and heat generated by the heat generating means. And a heat dissipation means for dissipating the heat extracted by the heat transfer means.
【００１７】この熱供給装置では、反応容器の内部にお
いて重水素ガスのイオン化反応に基づいて熱が発生し、
その熱が熱導体板等の熱伝達手段により反応容器の外部
に取り出され、さらに放熱手段を介して放熱される。し
たがって、この熱を暖房、湯沸かし、蒸気発生等に効果
的に利用できる。In this heat supply device, heat is generated inside the reaction vessel based on the ionization reaction of deuterium gas,
The heat is taken out of the reaction vessel by a heat transfer means such as a heat conductor plate and further radiated through a heat radiating means. Therefore, this heat can be effectively used for heating, boiling water, and generating steam.
【００１８】また、請求項２記載の熱供給装置は、水素
吸蔵金属またはその合金中に重水素を過密充填すること
により発熱させる熱発生手段と、この熱発生手段により
発生した熱を外部に伝達するための熱伝達手段と、この
熱伝達手段により取り出された熱を放熱させる放熱手段
と、この放熱手段に対して熱媒体（空気、水）を流通さ
せる熱媒体流通手段とを備えている。Further, in the heat supply device according to the second aspect of the present invention, the heat generating means for generating heat by overfilling the hydrogen storage metal or its alloy with deuterium is transmitted, and the heat generated by this heat generating means is transmitted to the outside. The heat transfer means for radiating the heat, the heat radiating means for radiating the heat extracted by the heat transfer means, and the heat medium circulating means for circulating the heat medium (air, water) to the heat radiating means.
【００１９】この熱供給装置は、請求項１記載のものに
送風ファン等の熱媒体流通手段を付加したもので、これ
により放熱された熱を室内で循環させることができ、特
に暖房装置として好適となる。This heat supply device is obtained by adding a heat medium circulating means such as a blower fan to the one described in claim 1, and the heat radiated by this can be circulated in the room, which is particularly suitable as a heating device. Becomes
【００２０】また、請求項３記載の熱供給装置は、水素
吸蔵金属またはその合金中に重水素を過密充填すること
により発熱させる熱発生手段と、この熱発生手段により
発生した熱を前記反応容器の外部に伝達する熱伝達手段
と、この熱伝達手段により取り出された熱を放熱させる
放熱手段と、この放熱手段に対して熱媒体を流通させる
熱媒体流通手段と、前記熱発生手段において発生した熱
の一部を電気エネルギーに変換する熱電発電手段と、こ
の熱電発電手段により発生した電気エネルギーを用いて
前記熱媒体流通手段を駆動させる駆動手段とを備えてい
る。Further, in the heat supply device according to a third aspect of the present invention, there is provided heat generating means for generating heat by densely filling deuterium in the hydrogen storage metal or its alloy, and the heat generated by the heat generating means in the reaction vessel. Of heat generated by the heat transfer means for transferring the heat medium to the outside of the heat transfer means, the heat dissipation means for dissipating the heat extracted by the heat transfer means, the heat medium circulation means for distributing the heat medium to the heat dissipation means, and the heat generation means. It is provided with a thermoelectric power generation means for converting a part of heat into electric energy, and a drive means for driving the heat medium circulation means by using the electric energy generated by the thermoelectric power generation means.
【００２１】この熱供給装置は、請求項２記載のもの
に、前記熱発生手段において発生した熱の一部を電気エ
ネルギーに変換する熱電発電手段と、この熱電発電手段
により発生した電気エネルギーを用いて前記熱媒体流通
手段を駆動させる駆動手段とを付加したもので、熱発生
手段で発生した熱により送風ファン等の熱媒体流通手段
を駆動させることができるので、別途に電源が不要であ
り、消費電力を低減できる。This heat supply device uses the thermoelectric power generation means for converting a part of the heat generated in the heat generation means into electric energy and the electric energy generated by the thermoelectric power generation means. With the addition of a driving means for driving the heat medium circulating means, since the heat medium circulating means such as a blower fan can be driven by the heat generated by the heat generating means, a separate power source is unnecessary, Power consumption can be reduced.
【００２２】請求項４記載の熱供給装置では、前記熱発
生手段を、密閉構造の反応容器の内部に重水を主体とし
た電解質とともに重水素ガスを加圧充填し、前記重水素
ガスの電解反応により熱を発生させるものとしたもので
ある。According to a fourth aspect of the present invention, in the heat supply device, the heat generating means is filled with deuterium gas under pressure together with an electrolyte mainly composed of heavy water in a hermetically sealed reaction vessel, and the electrolytic reaction of the deuterium gas is carried out. To generate heat.
【００２３】さらに、請求項５記載の熱供給装置は、壁
面の少なくとも一部が断熱材により形成され、内部に重
水を主体とした電解質が収容されるとともに重水素ガス
が加圧充填された密閉構造の反応容器と、重水素ガスが
その反応点まで気体の状態で供給される機能を有し、少
なくとも一部が前記反応容器内の重水素ガス中に露出す
るとともに、他の部分が前記電解質に接するように配設
された陽極と、水素吸蔵金属により形成されるとともに
前記反応容器内の電解質に接するように配設された陰極
と、前記陽極と陰極に電解電流を供給し、前記陰極に重
水素ガスのイオン化反応に基づく熱を発生させる電解電
源と、前記反応容器の壁面の一部として構成され、また
は前記反応容器の内部壁面に沿って配設され、前記陰極
に熱的に結合された熱導体板と、前記陰極で発生し前記
熱導体板に伝達された熱の一部を電気エネルギーに変換
する熱電発電モジュールと、前記熱導体板に伝達された
前記陰極からの熱を放熱させる放熱フィンと、前記反応
容器内の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出
手段により検出された温度が所定の温度以上になると、
前記陽極および陰極への電源供給源を、前記電解電源か
ら前記熱電発電モジュールヘ切り替える電源切替手段と
を備えている。Further, in the heat supply device according to the fifth aspect of the present invention, at least a part of the wall surface is formed of a heat insulating material, and an electrolyte containing heavy water as a main component is housed therein and a deuterium gas is filled under pressure. A reaction container having a structure and a function of supplying deuterium gas in a gaseous state up to its reaction point, at least a part of which is exposed in the deuterium gas in the reaction container, and another part of which is the electrolyte. An anode arranged so as to be in contact with the cathode, a cathode formed so as to be in contact with the electrolyte in the reaction vessel while being formed of a hydrogen storage metal, and an electrolytic current is supplied to the anode and the cathode, and An electrolysis power source that generates heat based on the ionization reaction of deuterium gas, and is configured as a part of the wall surface of the reaction container, or is arranged along the inner wall surface of the reaction container and is thermally coupled to the cathode. A heat conductor plate, a thermoelectric power generation module that converts a part of the heat generated in the cathode and transferred to the heat conductor plate into electric energy, and heat dissipation that radiates the heat from the cathode transferred to the heat conductor plate. Fins, temperature detecting means for detecting the temperature in the reaction container, and when the temperature detected by the temperature detecting means is equal to or higher than a predetermined temperature,
Power supply switching means for switching a power supply source to the anode and the cathode from the electrolysis power supply to the thermoelectric power generation module is provided.
【００２４】この熱供給装置では、反応容器内の陽極と
陰極とに対して電解電源から電解電流が供給されると、
陽極では重水素ガスのイオン化反応が生じ、これに基づ
いて陰極ではＰ／Ｆ効果による熱が発生する。そして、
この熱が熱導体板および放熱フィンを介して放熱される
とともに、その一部が熱電発電モジュールにより電気エ
ネルギー（起電力）に変換される。また、反応容器内の
温度が温度検出手段より検出され、所定の温度以上にな
ると、陽極および陰極への電源供給源が、電解電源から
熱電発電モジュールヘ切り替わる。すなわち、反応容器
内の発熱が安定した後は、自己発電に基づく起電力によ
り、陽極および陰極への電源電流をまかなうことができ
るため、電解電源の電力消費を著しく低減できる。In this heat supply device, when the electrolytic current is supplied from the electrolytic power supply to the anode and the cathode in the reaction vessel,
Ionization reaction of deuterium gas occurs at the anode, and on the basis of this, heat is generated by the P / F effect at the cathode. And
This heat is radiated through the heat conductor plate and the radiation fins, and part of the heat is converted into electric energy (electromotive force) by the thermoelectric power generation module. Further, when the temperature inside the reaction container is detected by the temperature detecting means and becomes equal to or higher than a predetermined temperature, the power supply source to the anode and the cathode is switched from the electrolysis power supply to the thermoelectric power generation module. That is, after the heat generation in the reaction container is stabilized, the power supply current to the anode and the cathode can be covered by the electromotive force based on self-power generation, so that the power consumption of the electrolytic power supply can be significantly reduced.
【００２５】また、請求項６記載の熱供給装置は、請求
項４の熱供給装置に、放熱フィンに対して熱媒体を流通
させる熱媒体流通手段と、熱電発電モジュールにより発
生した電気エネルギーを用いて熱媒体流通手段を駆動さ
せる駆動手段を付加したものであり、熱媒体流通手段の
駆動専用の電源を別途設ける必要がなくなる。A heat supply device according to a sixth aspect uses the heat supply device according to the fourth aspect in which heat medium circulating means for circulating a heat medium to the radiation fins and electric energy generated by the thermoelectric power generation module are used. Since the driving means for driving the heat medium circulating means is added, it is not necessary to separately provide a power source dedicated for driving the heat medium circulating means.
【００２６】さらに、請求項７記載の熱供給装置は、前
記反応容器を複数個集積化したものである。Further, in the heat supply apparatus according to the seventh aspect, a plurality of the reaction vessels are integrated.
【００２７】この熱供給装置では、装置全体の熱出力は
複数の反応容器の発熱出力の和となるため、１つ１つの
反応容器において重水素ガスの加圧力を大きくしなくて
も全体として大きな熱出力を得ることができる。In this heat supply device, the heat output of the entire device is the sum of the heat output of a plurality of reaction vessels, so that the overall reaction output is large without increasing the pressure of deuterium gas in each reaction vessel. A heat output can be obtained.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２９】図１は本発明の一実施例に係る暖房装置の
全体構成を表すものである。この暖房装置は熱発生手段
としての発熱部１を備えている。この発熱部１は多数た
とえば１２個の反応容器（セル）１１を集積化したもの
で、全体として箱状に構成されている。この発熱部１で
は、各反応容器１１においてＰ／Ｆ効果反応により熱を
発生するとともに、その熱の一部を起電力にエネルギー
変換して出力するようになっている。発熱部１の背後に
は熱媒体流通手段としての送風ファン２が配置されてい
る。この送風ファン２は、発熱部１において発生した熱
の一部を変換した起電力により駆動され、装置の後部か
ら矢印Ａで示すように空気を発熱部１に送り込むもので
ある。この空気が発熱部１において温められ、矢印Ｂで
示すように温風として装置の前面から送り出されるよう
になっている。FIG. 1 shows the overall construction of a heating apparatus according to an embodiment of the present invention. This heating device includes a heat generating portion 1 as a heat generating means. The heat generating portion 1 is an integration of a large number, for example, twelve reaction vessels (cells) 11, and is formed in a box shape as a whole. In the heat generating unit 1, heat is generated by the P / F effect reaction in each reaction container 11, and a part of the heat is energy-converted into an electromotive force and output. Behind the heat generating part 1, a blower fan 2 is arranged as a heat medium circulating means. The blower fan 2 is driven by an electromotive force obtained by converting a part of heat generated in the heat generating portion 1 and sends air from the rear portion of the device to the heat generating portion 1 as indicated by an arrow A. This air is heated in the heat generating portion 1 and is sent out from the front surface of the apparatus as warm air as indicated by an arrow B.
【００３０】発熱部１の駆動は、マニュアルスイッチ２
７をオンし、電解電源（起動用電源）１７から電解電流
を供給することにより開始されるようになっている。そ
して、一定時間経過し、発熱部１の発熱状態が安定した
後は、電力制御装置２０により、電解電源１７からの電
流供給が停止されるとともに、発熱部１において発生し
た熱の一部をエネルギー変換した起電力により電解電流
の供給が行われ、発熱部１の駆動が行われるようになっ
ている。The heat generator 1 is driven by the manual switch 2
It is started by turning on 7 and supplying an electrolytic current from an electrolytic power supply (starting power supply) 17. Then, after a certain period of time elapses and the heat generation state of the heat generation unit 1 is stabilized, the power control device 20 stops the current supply from the electrolysis power source 17 and energizes part of the heat generated in the heat generation unit 1. An electrolysis current is supplied by the converted electromotive force to drive the heat generating part 1.
【００３１】図２は発熱部１を構成する反応容器１１の
内部構成を表すものである。反応容器１１は、主として
ステンレス等の断熱材により形成され、密封構造となっ
ている。反応容器１１の対向する２つの側面は熱導体板
１２ａ、１２ｂにより構成されている。この熱導体板１
２ａ、１２ｂの材料としては、耐水素および耐蝕性のも
のが用いられ、たとえばハステロイ（商品名）、インコ
ネル（商品名）等が用いられる。FIG. 2 shows the internal structure of the reaction vessel 11 which constitutes the heat generating part 1. The reaction vessel 11 is mainly made of a heat insulating material such as stainless steel and has a sealed structure. Two opposing side surfaces of the reaction vessel 11 are composed of heat conductor plates 12a and 12b. This heat conductor plate 1
As materials for 2a and 12b, those resistant to hydrogen and corrosion are used, for example, Hastelloy (trade name), Inconel (trade name) and the like.
【００３２】熱導体板１２ａ、１２ｂの内側には重水素
吸蔵金属からなる板状もしくは膜状の陰極１３ａ、１３
ｂが接合されており、両者は熱的に結合されている。陰
極１３ａ、１３ｂそれぞれに対向して、反応容器１１の
中央部には白金担持ガス拡散電極からなる陽極１４が配
置されている。白金担持ガス拡散電極は、多孔質の反応
層１４ａと、ガス拡散層１４ｂとをプレス成形したもの
である。反応層１４ａは親水性のカーボン粉末とポリテ
トラフルオロエチレンとによって成形した多孔質成形体
に白金粉末を塗布することにより吸着して担持させたも
のである。なお、陽極１４としてはこの白金担持ガス拡
散電極の他、パラジウムＰｄ等も用いることができる。Inside the heat conductor plates 12a, 12b are plate-like or film-like cathodes 13a, 13 made of deuterium-occluding metal.
b is joined, and both are thermally coupled. An anode 14 composed of a platinum-supported gas diffusion electrode is arranged in the center of the reaction vessel 11 so as to face the cathodes 13a and 13b. The platinum-supported gas diffusion electrode is obtained by press-molding a porous reaction layer 14a and a gas diffusion layer 14b. The reaction layer 14a is formed by applying platinum powder to a porous compact formed of hydrophilic carbon powder and polytetrafluoroethylene to adsorb and carry the platinum powder. In addition to the platinum-supporting gas diffusion electrode, palladium Pd or the like can be used as the anode 14.
【００３３】反応容器１１内には陽極１４および陰極１
３ａ、１３ｂが浸るように電解液１５が収容されてい
る。この電解液１５としては、重水Ｄ2 Ｏ中に、アルカ
リ性電解質として重水素化水酸化リチウムＬｉＯＤ、酸
性電解質として重硫酸Ｄ2 ＳＯ 4 、重塩酸ＤＣｌ等が溶
解されたものが用いられる。なお、電解質としては、液
状のものに限らず、固体のものであってもよく、要は後
述のように陽極１４で発生した重水素イオンＤ+ を陰極
１３ａ、１３ｂ側へ移動させるイオン移動媒体として機
能するものであればよい。Anode 14 and cathode 1 are provided in reaction vessel 11.
Electrolyte solution 15 is contained so that 3a and 13b are immersed.
It As the electrolytic solution 15, heavy water D2In O
Deuterated lithium hydroxide LiOD as acid electrolyte, acid
Bisulfate D as the electrolyte2SO Four, Deuterated hydrochloric acid DCL, etc.
The understood one is used. The electrolyte is a liquid
The shape is not limited to a solid shape and may be a solid shape.
As described above, deuterium ions D generated at the anode 14+The cathode
As an ion transfer medium to be moved to the side of 13a, 13b
Anything that works can be used.
【００３４】反応容器１１内の上部には空間部１６が設
けられ、この空間部には加圧（５〜２０気圧）された重
水素ガスＤ2 が充填されている。陽極１４の一部はこの
重水素ガス中に露出している。陽極１４は前述の電解電
源１７（図１）の正側端子に接続されている。また陰極
１３ａ、１３ｂはそれぞれ同じく電解電源１７の負側端
子に接続されている。A space 16 is provided in the upper part of the reaction vessel 11, and this space is filled with pressurized (5 to 20 atm) deuterium gas D 2 . A part of the anode 14 is exposed in this deuterium gas. The anode 14 is connected to the positive terminal of the electrolytic power source 17 (FIG. 1) described above. The cathodes 13a and 13b are also connected to the negative terminal of the electrolytic power source 17, respectively.
【００３５】熱導体板１２ａ、１２ｂ各々の陰極１３
ａ、１３ｂが接合された面に対して反対面には、熱電発
電手段としての熱電発電モジュール１８ａ、１８ｂの各
一方の面が接合されている。これら熱電発電モジュール
１８ａ、１８ｂはそれぞれ熱半導体により形成され、こ
の熱半導体を加熱して起電力を得るものである。熱半導
体の具体的なものとしては、ビスマス・テルル系（ｐ型
として（Ｂｉ，Ｓｂ）2Ｔｅ3 、ｎ型としてＢｉ2 （Ｓ
ｅ，Ｔｅ）3 ）、シリコン・ゲルマニウム系（ｐ型とし
てＳｉＧｅ（ＧａＰ）−Ｂ添加、ｎ型としてＳｉＧｅ
（ＧａＰ）−Ｐ添加）、鉄けい化物（ｐ型としてＦｅＳ
ｉ2 −Ｍｎ添加、ｎ型としてＦｅＳｉ2 −Ｃｏ添加）、
鉛・テルル系（ｐ型としてＰｂＳｎＴｅ（３Ｐ）、ｎ型
としてＰｂＴｅ（２Ｎ，３Ｎ））、セレン化合物（ｐ型
として（Ｃｕ，Ａｇ）2 Ｓｅ、ｎ型としてＧｄ2 Ｓ
ｅ3 ）等がある。The cathode 13 of each of the heat conductor plates 12a and 12b
One surface of each of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b as thermoelectric power generation means is bonded to the surface opposite to the surface to which the a and 13b are bonded. Each of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b is formed of a thermal semiconductor, and heats the thermal semiconductor to obtain an electromotive force. Specific examples of thermal semiconductors include bismuth-tellurium (p-type (Bi, Sb) 2 Te 3 and n-type Bi 2 (S
e, Te) 3 ), silicon-germanium system (SiGe (GaP) -B added as p-type, SiGe as n-type)
(GaP) -P added), iron silicide (FeS as p-type)
i 2 —Mn addition, FeSi 2 —Co addition as n-type),
Lead-tellurium system (PbSnTe (3P) as p-type, PbTe (2N, 3N) as n-type), selenium compound ((Cu, Ag) 2 Se as p-type, Gd 2 S as n-type
e 3 ) etc.
【００３６】これら熱電発電モジュール１８ａ、１８ｂ
の他方の面にはそれぞれ放熱手段としての放熱フィン１
９ａ、１９ｂが接合されている。これらの放熱フィン１
９ａ、１９ｂには送風ファン２（図１）から送り込まれ
る空気が循環しており、この空気を熱導体板１８ａ、１
８ｂを介して伝達された熱により温めるものである。こ
のため、熱電発電モジュール１８ａ、１８ｂの両面間で
は温度差が大きくなり、その熱が電気エネルギーに変換
され、図示しない出力端子から送風ファン駆動用、さら
には電解電流供給用の起電力として出力されるようにな
っている。These thermoelectric power generation modules 18a, 18b
On the other side of the
9a and 19b are joined. These radiation fins 1
Air blown from the blower fan 2 (FIG. 1) circulates through 9a and 19b, and this air is passed through the heat conductor plates 18a and 1b.
It is heated by the heat transferred via 8b. Therefore, the temperature difference between the two surfaces of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b becomes large, and the heat is converted into electric energy, which is output from an output terminal (not shown) as an electromotive force for driving the blower fan and further for supplying an electrolytic current. It has become so.
【００３７】図３は図２に示した反応容器１１の分解斜
視図である。熱導体板１２ａ、１２ｂ、陰極１３ａ、１
３ｂ、陽極１４、熱電発電モジュール１８ａ、１８ｂお
よび放熱フィン１９ａ、１９ｂはそれぞれユニット形式
になっており、互いに重ね合わせて結合するだけで反応
容器１１を構成できるようになっている。FIG. 3 is an exploded perspective view of the reaction vessel 11 shown in FIG. Heat conductor plates 12a, 12b, cathodes 13a, 1
3b, the anode 14, the thermoelectric power generation modules 18a and 18b, and the radiation fins 19a and 19b each have a unit type, and the reaction vessel 11 can be configured only by overlapping and coupling them.
【００３８】次に、図２を参照して本実施例の暖房装置
の発熱原理について説明する。Next, the heat generation principle of the heating apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
【００３９】この暖房装置では、暖房開始時に、電解電
源１７から陽極１４と陰極１３ａ、１３ｂに電解電流を
供給すると、陽極１４では下記のような反応が発生す
る。このとき、従来のように酸素Ｏ2 が発生することは
ない。In this heating device, when an electrolytic current is supplied from the electrolytic power source 17 to the anode 14 and the cathodes 13a and 13b at the start of heating, the following reaction occurs in the anode 14. At this time, oxygen O 2 is not generated unlike the conventional case.
【００４０】[0040]
【化３】Ｄ2 →２Ｄ+ ＋２ｅ- [Chemical Formula 3] D 2 → 2D + + 2e −
【００４１】すなわち、重水素ガスＤ2 が重水素イオン
Ｄ+ となり、この反応により前述のＰ／Ｆ効果による熱
が発生する。That is, the deuterium gas D 2 becomes deuterium ions D + , and this reaction generates heat due to the P / F effect.
【００４２】この暖房装置では、反応容器１１が密閉構
造であり、その中に重水素ガスＤ2が高圧で充填されて
いるため、電解液１５中での重水素ガスＤ2 のイオン化
反応が速まる。In this heating device, the reaction vessel 11 has a closed structure, and the deuterium gas D 2 is filled therein at a high pressure, so that the ionization reaction of the deuterium gas D 2 in the electrolytic solution 15 is accelerated. .
【００４３】ところで、電解法によるＰ／Ｆ効果反応で
は、パラジウムＰｄ等の水素吸蔵性金属またはその合金
を陰極とし、その陰極中に重水素原子Ｄを高密度に充填
しなければならない。その場合、本実施例では、電解液
として重水酸化リチウム（ＬｉＯＤ）等のアルカリ性重
水溶液を用いているため、陰極１３ａ、１３ｂでの反応
は次のようになる。By the way, in the P / F effect reaction by the electrolysis method, it is necessary to use a hydrogen-storing metal such as palladium Pd or its alloy as a cathode and to fill the cathode with deuterium atoms D at a high density. In that case, in this embodiment, since an alkaline heavy aqueous solution such as lithium deuteroxide (LiOD) is used as the electrolytic solution, the reaction at the cathodes 13a and 13b is as follows.
【００４４】[0044]
【化４】２Ｄ2 Ｏ＋２ｅ- →２Ｄ（ａ）＋２ＯＤ- Embedded image 2D 2 O + 2e − → 2D (a) + 2OD −
【００４５】[0045]
【化５】２Ｄ（ａ）→Ｄ2 [Chemical formula 5] 2D (a) → D 2
【００４６】[0046]
【化６】Ｄ（ａ）→Ｄ（Ｐｄ）[Chemical formula 6] D (a) → D (Pd)
【００４７】この化学式６により陰極１３ａ、１３ｂの
表面に生じた吸着重水素原子Ｄ（ａ）は、同式で示した
ように、陰極１３ａ、１３ｂであるパラジウム内部へ吸
収されるか（この状態をＤ（Ｐｄ）と表す）、さらにま
た化学式５で示したように、重水素ガスＤ2 となってパ
ラジウム表面より遊離する。化学式３に示した反応を行
わせるためには、陽極１４に十分な量の重水素ガスＤ2
を供給すればよい。このため印加する電圧を、従来、水
の電気分解に必要とされていた１．７Ｖ（ＲＨＥ基準）
よりはるかに少ない電圧とすることができる。The adsorbed deuterium atom D (a) generated on the surfaces of the cathodes 13a and 13b by the chemical formula 6 is absorbed into the inside of the palladium which is the cathodes 13a and 13b (in this state, as shown in the formula). Is expressed as D (Pd)), and as shown in Chemical Formula 5, deuterium gas D 2 is released from the palladium surface. In order to carry out the reaction shown in Chemical Formula 3, a sufficient amount of deuterium gas D 2 is supplied to the anode 14.
Should be supplied. Therefore, the applied voltage is 1.7 V (RHE standard), which was conventionally required for electrolysis of water.
Much less voltage can be used.
【００４８】通常、化学式３の反応を行わせてＰ／Ｆ効
果を得るためには、装置に印加する電圧は約０．３Ｖ程
度である。さらに詳述すれば、陽極１４で起こる反応、
すなわち化学式２で示される反応に必要な印加電圧は、
約０．０５Ｖ程度であり、また、陰極１３ａ、１３ｂで
起こる反応、すなわち化学式４〜６に示される反応に必
要な印加電圧は約０．２５Ｖ程度であるので、装置全体
に必要な電圧はその和として、通常約０．３Ｖ程度であ
る。ただし、その際、電解質の種類によって異なるが、
電解質にはそれぞれ固有の電気抵抗Ｒを有するので、電
解電流ｉと電気抵抗Ｒとの積、ｉＲ分だけの電圧を増加
させて印加させる必要があることを考慮すべきである。Normally, in order to obtain the P / F effect by carrying out the reaction of Chemical Formula 3, the voltage applied to the device is about 0.3V. More specifically, the reaction that takes place at the anode 14,
That is, the applied voltage required for the reaction represented by Chemical Formula 2 is
The applied voltage required for the reaction occurring at the cathodes 13a and 13b, that is, the reactions represented by the chemical formulas 4 to 6 is about 0.25V, so that the voltage required for the entire device is The sum is usually about 0.3V. However, at that time, depending on the type of electrolyte,
Since each electrolyte has its own electric resistance R, it should be taken into consideration that it is necessary to increase and apply a voltage corresponding to the product of the electrolysis current i and the electric resistance R, iR.
【００４９】また、電解質として、重硫酸Ｄ2 ＳＯ4 、
重塩酸ＤＣｌ等の酸性電解質を用いた場合には、陰極１
３ａ、１３ｂでは、重水Ｄ2 Ｏが化学式４のように放電
する代わりに重水素イオンＤ+ が次式のように放電す
る。As the electrolyte, bisulfate D 2 SO 4 ,
When an acidic electrolyte such as DCCl 2 is used, the cathode 1
In 3a and 13b, deuterium ions D + are discharged as in the following formula instead of discharging heavy water D 2 O as in Formula 4.
【００５０】[0050]
【化７】２Ｄ+ ＋２ｅ- →２Ｄ（ａ）Embedded image 2D + + 2e − → 2D (a)
【００５１】ここで、陰極１３ａ、１３ｂの表面に生じ
た吸着重水素原子Ｄ（ａ）はアルカリ性電解液中と同様
に、化学式５に示されるように重水素ガスＤ2 となって
遊離するか、あるいは化学式７で示されるような原子状
のままに陰極１３ａ、１３ｂの内部に拡散し、溶解す
る。Whether the adsorbed deuterium atoms D (a) generated on the surfaces of the cathodes 13a and 13b are liberated as deuterium gas D 2 as shown in chemical formula 5 as in the alkaline electrolyte. Alternatively, it diffuses and dissolves inside the cathodes 13a and 13b in the atomic form as shown by the chemical formula 7.
【００５２】本実施例においては、陽極１４として重水
素ガスＤ2 のイオン化反応（化学式３）に対して高活性
を有するガス拡散電極等を配置し、この電極への重水素
ガスＤ2 の供給を十分に保障している。したがって、電
解液１５がアルカリ性でも酸性でも陽極１４での反応を
化学式３とすることができ、そのため陰極１３ａ、１３
ｂへの吸着重水素原子Ｄ（ａ）の充填に要する過電圧が
大幅に減少し、従来に比べて必要な入力エネルギーを著
しく低減できる。[0052] In this embodiment, the gas diffusion electrodes or the like having a high activity and positioned relative to the ionization reaction of deuterium gas D 2 (Formula 3) as the anode 14, the supply of the deuterium gas D 2 to the electrode Is fully guaranteed. Therefore, the reaction at the anode 14 can be represented by Chemical Formula 3 regardless of whether the electrolytic solution 15 is alkaline or acidic, and therefore the cathodes 13a, 13
The overvoltage required to fill the adsorbed deuterium atom D (a) into b is significantly reduced, and the required input energy can be significantly reduced compared to the conventional case.
【００５３】ここで、陽極１４および陰極１３ａ、１３
ｂにおける個別の反応を、まとめて装置全体としての反
応という面からみると、従来では、電解液がアルカリ性
では化学式１、４〜６の総和として、酸性では化学式
２、７の総和として、いずれの液性でも、Here, the anode 14 and the cathodes 13a, 13
When the individual reactions in b are collectively viewed as reactions of the entire apparatus, conventionally, when the electrolytic solution is alkaline, the sum of Chemical Formulas 1 and 4 to 6 is used, and when the electrolytic solution is acidic, the sum of Chemical Formulas 2 and 7 is used. Even if it is liquid,
【００５４】[0054]
【化８】２Ｄ2 Ｏ→２Ｄ2 ＋Ｏ2 [Chemical formula 8] 2D 2 O → 2D 2 + O 2
【００５５】で示されるように、重水Ｄ2 Ｏが電気分解
されて重水素ガスＤ2 と酸素ガスＯ2が発生し、重水素
Ｄの一部は重水素原子Ｄ（ａ）としてパラジウムＰｄの
内部へ溶解吸収される。このとき、従来では、陰極へ充
填される重水素原子Ｄ（ａ）は重水分子Ｄ2 Ｏから供給
されるので、重水Ｄ2 Ｏの消耗が起きていた。As shown by, heavy water D 2 O is electrolyzed to generate deuterium gas D 2 and oxygen gas O 2 , and a portion of deuterium D is converted to palladium Pd as deuterium atom D (a). It is dissolved and absorbed inside. At this time, conventionally, since the deuterium atom D (a) filled in the cathode is supplied from the heavy water molecule D 2 O, the heavy water D 2 O is consumed.
【００５６】これに対して、本実施例の暖房装置では、
電解液１５がアルカリ性の場合は、陰極反応は、従来の
ものと同様に、化学式４〜６で与えられるが、陽極反応
は化学式３で与えられ、陽極１４で生じた重水素イオン
Ｄ+ と陰極１３ａ、１３ｂで生成した重水酸化物イオン
ＯＤ- とが反応する。すなわち、従来のような重水Ｄ 2
Ｏの電気分解による消耗ではなく、重水素ガスＤ2 の陰
極１３ａ、１３ｂ中への溶解、吸収による重水素ガスＤ
2 の消耗のみである。また、酸性電解液でも同様に、重
水素ガスＤ2 の陽極反応は化学式３のようになり、生成
した重水素イオンＤ+ が化学式７に示されるように陰極
１３ａ、１３ｂで放電し、再び重水素原子Ｄ（ａ）に戻
るので、全体としては重水Ｄ2 Ｏ、あるいは電解質の消
耗は起きず、陰極１３ａ、１３ｂ中への重水素Ｄの溶
解、吸収による重水素ガスＤ2 の消耗のみである。On the other hand, in the heating device of this embodiment,
When the electrolyte solution 15 is alkaline, the cathodic reaction is
Similar to that given by the formulas 4-6, but with anodic reaction
Is the deuterium ion generated at the anode 14 given by the chemical formula 3.
D+And heavy hydroxide ions generated at the cathodes 13a and 13b
OD-And react. That is, conventional heavy water D 2
Deuterium gas D, not exhaustion due to electrolysis of O2Shade of
Deuterium gas D by dissolution and absorption in poles 13a, 13b
2It is only the consumption of. Similarly, with acidic electrolytes,
Hydrogen gas D2The anodic reaction of is as shown in chemical formula 3
Deuterium ion D+Is a cathode as shown in chemical formula 7.
Discharged at 13a, 13b and returned to deuterium atom D (a) again
As a whole, heavy water D2O, or elimination of electrolyte
No wear occurs and the deuterium D dissolves in the cathodes 13a and 13b.
Deuterium gas D by solution and absorption2It is only the consumption of.
【００５７】図４は本実施例の暖房装置の電力制御部２
０の回路構成を表すものである。FIG. 4 shows the electric power control unit 2 of the heating device of this embodiment.
It represents a circuit configuration of 0.
【００５８】この電力制御部２０はＣＰＵ（中央処理装
置）２１を備えている。このＣＰＵ２１は、装置全体の
電力制御動作を行うもので、マニュアルスイッチ２７か
ら出力されるオン・オフ信号および電圧計２３から出力
される電圧信号を受けて、電源切替スイッチ２２および
可変抵抗２５、２６に対して制御信号を出力し、陽極１
４および陰極１３ａ、１３ｂへの電源供給源の切り替
え、および可変抵抗値の調整を行うようになっている。
電源切替スイッチ２２の一方の固定端子２２ｂは熱電発
電モジュール１８ａ、１８ｂの各正側端子に接続されて
いる。熱電発電モジュール１８ａ、１８ｂの各負側端子
は電解電源１７の負側端子に接続されており、この電解
電源１７の正側端子は電源切替スイッチ２２の他方の固
定端子２２ｃに接続されている。電源切替スイッチ２２
の可動端子２２ａはマニュアルスイッチ２７および可変
抵抗２６を介して陽極１４（図２）に接続されている。The power control unit 20 has a CPU (central processing unit) 21. The CPU 21 performs power control operation of the entire device, receives an on / off signal output from the manual switch 27 and a voltage signal output from the voltmeter 23, and receives the power supply switch 22 and the variable resistors 25 and 26. Control signal to the anode 1
4 and the cathodes 13a and 13b, the power supply source is switched, and the variable resistance value is adjusted.
One fixed terminal 22b of the power source changeover switch 22 is connected to each positive terminal of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b. Each negative side terminal of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b is connected to the negative side terminal of the electrolytic power source 17, and the positive side terminal of this electrolytic power source 17 is connected to the other fixed terminal 22c of the power source changeover switch 22. Power switch 22
The movable terminal 22a of is connected to the anode 14 (FIG. 2) via the manual switch 27 and the variable resistor 26.
【００５９】熱電発電モジュール１８ａ、１８ｂそれぞ
れの両端子間には電圧計２３が並列に接続されている。
この電圧計２３には並列に可変抵抗２５およびファンモ
ータ２４の直列回路が接続されている。電圧計２３は熱
電発電モジュール１８ａ、１８ｂそれぞれの両端子間の
電圧を検出し、反応容器１１内の発熱状態（温度）を検
知するものである。A voltmeter 23 is connected in parallel between both terminals of each of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b.
A series circuit of a variable resistor 25 and a fan motor 24 is connected to the voltmeter 23 in parallel. The voltmeter 23 detects the voltage between both terminals of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b, and detects the heat generation state (temperature) in the reaction vessel 11.
【００６０】次に、本実施例の暖房装置の動作について
説明する。Next, the operation of the heating device of this embodiment will be described.
【００６１】この暖房装置では、マニュアルスイッチ２
７がオフ状態であれば、反応容器１１内の陽極１４およ
び陰極１３ａ、１３ｂに対して電解電流が供給されるこ
とがなく、停止している。また、電源切替スイッチ２２
の可動接点２２ａは固定接点２２ｃ側に設定されてい
る。In this heating device, the manual switch 2
When 7 is in the off state, the electrolytic current is not supplied to the anode 14 and the cathodes 13a and 13b in the reaction container 11, and the reaction is stopped. In addition, the power switch 22
The movable contact 22a is set to the fixed contact 22c side.
【００６２】この状態で、マニュアルスイッチ２７がオ
ンされると、先ず、電解電源１７から陽極１４および陰
極１３ａ、１３ｂに対して電解電流が供給され、各反応
容器１１内で前述のＰ／Ｆ効果反応が生じて発熱する。
その熱が放熱フィン１９ａ、１９ｂを介して放出される
とともに、発熱の一部が熱電発電モジュール１８ａ、１
８ｂにより起電力に変換される。このとき熱電発電モジ
ュール１８ａ、１８ｂそれぞれの両端子間の電圧が電圧
計２３により検知され、検知信号がＣＰＵ２１へ送られ
る。ＣＰＵ２１は、電圧計２３で検知された電圧が一定
値以上になると、反応容器１１内の発熱状態が安定した
として電源切替スイッチ２２に対して切替信号を出力す
る。この切替信号より電源切替スイッチ２２の可動接点
２２ａは固定接点２２ｂ側に切り替わる。これにより陽
極１４および陰極１３ａ、１３ｂには電解電源１７から
の電流供給が停止され、代わりに熱電発電モジュール１
８ａ、１８ｂから出力される起電力による電解電流が供
給される。また、同時に、この起電力によりファンモー
タ２４が駆動される。これにより放熱フィン１９ａ、１
９ｂに対して空気が循環供給され、装置前面から温風が
吹き出すこととなる。When the manual switch 27 is turned on in this state, first, an electrolytic current is supplied from the electrolytic power source 17 to the anode 14 and the cathodes 13a and 13b, and the above-mentioned P / F effect is generated in each reaction vessel 11. The reaction occurs and exotherms.
The heat is radiated through the radiation fins 19a, 19b, and a part of the heat is generated by the thermoelectric generation modules 18a, 1b.
It is converted into an electromotive force by 8b. At this time, the voltage between both terminals of each of the thermoelectric power generation modules 18a and 18b is detected by the voltmeter 23, and the detection signal is sent to the CPU 21. When the voltage detected by the voltmeter 23 becomes a certain value or more, the CPU 21 outputs a switching signal to the power source switching switch 22 on the assumption that the heat generation state in the reaction vessel 11 has stabilized. The movable contact 22a of the power source changeover switch 22 is switched to the fixed contact 22b side by this switching signal. As a result, the current supply from the electrolysis power source 17 to the anode 14 and the cathodes 13a and 13b is stopped, and instead the thermoelectric generation module 1
Electrolytic current is supplied by electromotive force output from 8a and 18b. At the same time, the electromotive force drives the fan motor 24. Thereby, the radiation fins 19a, 1
Air is circulated and supplied to 9b, and hot air is blown out from the front surface of the apparatus.
【００６３】図５はこの暖房装置におけるエネルギー収
支の一例を表すもので、反応容器１１内の発熱量を４．
２ＫＷとした場合、その４％が熱電発電モジュール１８
ａ、１８ｂにより電気エネルギーに変換される。そし
て、そのうちの半分（２％）の起電力８０Ｗがファンモ
ータ２４の駆動に、残りの半分（２％）の起電力が電解
電流の供給・制御のために使用される。なお、４．２Ｋ
Ｗのうち残りの９６％、すなわち４ＫＷが暖房のための
熱エネルギーとして使用される。FIG. 5 shows an example of the energy balance in this heating device. The heating value in the reaction vessel 11 is 4.
If it is set to 2 kW, 4% of it is the thermoelectric power generation module 18
It is converted into electric energy by a and 18b. Then, half (2%) of the electromotive force 80 W is used to drive the fan motor 24, and the other half (2%) of the electromotive force is used to supply and control the electrolytic current. In addition, 4.2K
The remaining 96% of W, or 4 KW, is used as heat energy for heating.
【００６４】図６は本実施例の暖房装置における各要素
の温度分布の一例を表すものである。この例では、反応
容器１１内の発熱温度が約２５０°Ｃであるのに対し、
放熱フィン１９ａ、１９ｂ側の温度が約１００°Ｃであ
るため、熱電発電モジュール１８ａ、１８ｂの両面では
約１５０°Ｃの温度差がある。この温度差により熱電発
電モジュール１８ａ、１８ｂが駆動され上述の起電力を
発生する。FIG. 6 shows an example of the temperature distribution of each element in the heating device of this embodiment. In this example, the exothermic temperature in the reaction vessel 11 is about 250 ° C.
Since the temperature on the side of the radiation fins 19a, 19b is about 100 ° C, there is a temperature difference of about 150 ° C on both sides of the thermoelectric power generation modules 18a, 18b. The temperature difference drives the thermoelectric power generation modules 18a and 18b to generate the electromotive force.
【００６５】以上実施例を挙げて本発明を説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を変更しない範囲で種々変形可能である。たとえば、
上記実施例では、本発明の熱供給装置を暖房装置として
説明したが、その他温水器や給湯器、蒸気発生器等も実
現できることはいうまでもない。The present invention has been described with reference to the examples.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously modified without departing from the scope of the invention. For example,
In the above embodiments, the heat supply device of the present invention has been described as a heating device, but it goes without saying that other water heaters, water heaters, steam generators, etc. can also be realized.
【００６６】[0066]
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし７記
載の熱供給装置によれば、水素吸蔵金属またはその合金
中に重水素を過密充填することにより発熱させるように
したので、エネルギー効率がよく、重水の消耗を低減で
き、重水素ガスと酸素ガスとを重水へ変換する装置を必
要とすることなく、熱の取り出しが容易になるという効
果を奏する。As described above, according to the heat supply device of the first to seventh aspects, since the hydrogen storage metal or its alloy is overheated by deuterium to generate heat, energy efficiency is improved. Well, it is possible to reduce consumption of heavy water, and it is possible to take out heat easily without requiring a device for converting heavy hydrogen gas and oxygen gas into heavy water.
【００６７】特に、請求項３記載の熱供給装置によれ
ば、熱発生手段において発生した熱の一部を電気エネル
ギーに変換する熱電発電手段と、この熱電発電手段によ
り発生した電気エネルギーを用いて送風ファン等の熱媒
体流通手段を駆動させる駆動手段とを備えるようにした
ので、熱発生手段で発生した熱により熱媒体流通手段を
駆動させることができ、別途に電源を設ける必要がなく
なる。Particularly, according to the heat supply device of the third aspect, the thermoelectric power generation means for converting a part of the heat generated in the heat generation means into electric energy and the electric energy generated by the thermoelectric power generation means are used. Since the driving means for driving the heat medium circulating means such as the blower fan is provided, the heat medium circulating means can be driven by the heat generated by the heat generating means, and it is not necessary to separately provide a power source.
【００６８】また、請求項５記載の熱供給装置によれ
ば、反応容器内の温度を検出する温度検出手段と、この
温度検出手段により検出された温度が所定の温度以上に
なると、陽極および陰極への電源供給源を、起動用の電
解電源から熱電発電モジュールヘ切り替えるようにした
ので、発熱のための電力消費を著しく低減できる。Further, according to the heat supply device of the fifth aspect, the temperature detecting means for detecting the temperature in the reaction container and the anode and the cathode when the temperature detected by the temperature detecting means exceeds a predetermined temperature. Since the power supply source to the thermoelectric generator module is switched from the starting electrolytic power source to the thermoelectric generator module, the power consumption for heat generation can be significantly reduced.
【００６９】さらに、請求項５記載の熱供給装置によれ
ば、放熱フィンに対して熱媒体を流通させる熱媒体流通
手段と、前記熱電発電モジュールにより発生した起電力
を用いて熱媒体流通手段を駆動させる駆動手段とを備え
るようにしたので、熱媒体流通手段の駆動電源を別途設
ける必要がなくなり、電力消費を低減できる。Further, according to the heat supply device of the fifth aspect, the heat medium circulating means for circulating the heat medium to the radiation fins and the heat medium circulating means using the electromotive force generated by the thermoelectric power generation module are provided. Since the driving means for driving is provided, it is not necessary to separately provide a driving power source for the heat medium circulating means, and power consumption can be reduced.
【００７０】また、請求項７記載の熱供給装置によれ
ば、反応容器を複数個集積化するようにしたので、１つ
１つの反応容器内の重水素ガスの圧力を大きくすること
なく、全体として大きな熱出力を得ることができる。Further, according to the heat supply device of the seventh aspect, since a plurality of reaction vessels are integrated, the whole deuterium gas in each reaction vessel is not increased in pressure, and As a large heat output can be obtained.
【図１】本発明の一実施例に係る暖房装置の全体構成を
表す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a heating device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の暖房装置の基本原理を説明するための断
面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the basic principle of the heating device of FIG.
【図３】図１の暖房装置を構成するユニットの分解斜視
図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a unit forming the heating device of FIG.
【図４】図１の暖房装置の制御部の回路構成図である。FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a control unit of the heating device of FIG.
【図５】図１の暖房装置のエネルギー収支を説明するた
めの図である。5 is a diagram for explaining an energy balance of the heating device of FIG.
【図６】図１の暖房装置における各要素の温度分布の一
例を表す図である。6 is a diagram illustrating an example of temperature distribution of each element in the heating device of FIG.
１ 発熱部（熱発生手段） ２ 送風ファン（熱媒体流通手段） １１ 反応容器 １２ａ、１２ｂ 熱導体板（熱伝達手段） １３ａ、１３ｂ 陰極 １４ 陽極 １５ 電解液 １７ 電解電源（起動用電源） １８ａ、１８ｂ 熱電発電モジュール（熱電発電手段） １９ａ、１９ｂ 放熱フィン（放熱手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generating part (heat generating means) 2 Blower fan (heat medium circulating means) 11 Reaction vessels 12a, 12b Heat conductor plates (heat transfer means) 13a, 13b Cathode 14 Anode 15 Electrolyte 17 Electrolysis power supply (starting power supply) 18a, 18b Thermoelectric power generation module (thermoelectric power generation means) 19a, 19b Radiating fins (heat radiation means)
Claims (7)
を過密充填することにより発熱させる熱発生手段と、 この熱発生手段により発生した熱を外部に取り出すため
の熱伝達手段と、 この熱伝達手段により取り出された熱を放熱させる放熱
手段とを備えたことを特徴とする熱供給装置。1. A heat generating means for generating heat by densely filling deuterium in a hydrogen storage metal or its alloy, a heat transfer means for taking out heat generated by the heat generating means to the outside, and this heat transfer. And a heat radiating means for radiating the heat extracted by the means.
を過密充填することにより発熱させる熱発生手段と、 この熱発生手段により発生した熱を外部に伝達するため
の熱伝達手段と、 この熱伝達手段により取り出された熱を放熱させる放熱
手段と、 この放熱手段に対して熱媒体を流通させる熱媒体流通手
段とを備えたことを特徴とする熱供給装置。2. A heat generating means for generating heat by overfilling a hydrogen storage metal or its alloy with deuterium, a heat transferring means for transferring the heat generated by the heat generating means to the outside, and the heat generating means. A heat supply device comprising: a heat radiating means for radiating the heat taken out by the transmitting means; and a heat medium circulating means for circulating a heat medium with respect to the heat radiating means.
を過密充填することにより発熱させる熱発生手段と、 この熱発生手段により発生した熱を外部に伝達するため
の熱伝達手段と、 この熱伝達手段により取り出された熱を放熱させる放熱
手段と、 この放熱手段に対して熱媒体を流通させる熱媒体流通手
段と、 前記熱発生手段において発生した熱の一部を電気エネル
ギーに変換する熱電発電手段と、 この熱電発電手段により発生した電気エネルギーを用い
て前記熱媒体流通手段を駆動させる駆動手段とを備えた
ことを特徴とする熱供給装置。3. A heat generating means for generating heat by overfilling deuterium in a hydrogen storage metal or its alloy, a heat transfer means for transferring heat generated by the heat generating means to the outside, and this heat A heat radiating means for radiating the heat extracted by the transmitting means, a heat medium circulating means for circulating a heat medium to the heat radiating means, and a thermoelectric power generation for converting a part of the heat generated in the heat generating means into electric energy. A heat supply device comprising: a means; and a drive means for driving the heat medium circulating means by using electric energy generated by the thermoelectric power generating means.
の内部に重水を主体とした電解質とともに重水素ガスを
加圧充填し、前記重水素ガスの電解反応により熱を発生
させるものであることを特徴とする請求項１ないし３の
いずれか１つに記載の熱供給装置。4. The heat generating means pressurizes and charges deuterium gas together with an electrolyte mainly composed of heavy water into a reaction vessel having a closed structure, and generates heat by an electrolytic reaction of the deuterium gas. The heat supply device according to claim 1, wherein the heat supply device is a heat supply device.
成され、内部に重水を主体とした電解質が収容されると
ともに重水素ガスが加圧充填された密閉構造の反応容器
と、 重水素ガスがその反応点まで気体の状態で供給される機
能を有し、少なくとも一部が前記反応容器内の重水素ガ
ス中に露出するとともに、他の部分が前記電解質に接す
るように配設された陽極と、 水素吸蔵金属により形成されるとともに前記反応容器内
の電解質に接するように配設された陰極と、 前記陽極と陰極に電解電流を供給し、前記陰極に重水素
ガスのイオン化反応に基づく熱を発生させる電解電源
と、 前記反応容器の壁面の一部として構成され、または前記
反応容器の内部壁面に沿って配設され、前記陰極に熱的
に結合された熱導体板と、 前記陰極で発生し前記熱導体板に伝達された熱の一部を
電気エネルギーに変換する熱電発電モジュールと、 前記熱導体板に伝達された前記陰極からの熱を放熱させ
る放熱フィンと、 前記反応容器内の温度を検出する温度検出手段と、 この温度検出手段により検出された温度が所定の温度以
上になると、前記陽極および陰極への電源供給源を、前
記電解電源から前記熱電発電モジュールヘ切り替える電
源切替手段とを備えたことを特徴とする熱供給装置。5. A reaction vessel having a closed structure, in which at least a part of the wall surface is formed of a heat insulating material, an electrolyte containing mainly heavy water is housed therein, and deuterium gas is pressurized and filled, and deuterium gas is supplied. It has a function of being supplied in a gaseous state up to its reaction point, and at least a part of which is exposed in deuterium gas in the reaction vessel, and the other part is arranged so as to be in contact with the electrolyte. A cathode formed of a hydrogen storage metal and disposed so as to be in contact with the electrolyte in the reaction vessel; an electrolytic current is supplied to the anode and the cathode, and heat generated by an ionization reaction of deuterium gas is applied to the cathode. An electrolysis power source to be generated, a heat conductor plate that is configured as a part of the wall surface of the reaction container or is arranged along the inner wall surface of the reaction container, and is thermally coupled to the cathode, and is generated at the cathode. Before A thermoelectric power generation module for converting a part of the heat transferred to the heat conductor plate into electric energy, a radiation fin for radiating the heat transferred from the cathode to the heat conductor plate, and a temperature inside the reaction container Temperature detecting means, and a power supply switching means for switching the power supply source to the anode and the cathode from the electrolysis power supply to the thermoelectric power generation module when the temperature detected by the temperature detecting means becomes equal to or higher than a predetermined temperature. A heat supply device characterized in that
せる熱媒体流通手段、および前記熱電発電モジュールに
より発生した電気エネルギーを用いて前記熱媒体流通手
段を駆動させる駆動手段をさらに備えたことを特徴とす
る請求項５記載の熱供給装置。6. A heat medium circulating means for circulating a heat medium to the heat radiation fins, and a driving means for driving the heat medium circulating means using electric energy generated by the thermoelectric power generation module. The heat supply device according to claim 5, wherein the heat supply device is a heat supply device.
特徴とする請求項５または６記載の熱供給装置。7. The heat supply device according to claim 5, wherein a plurality of the reaction vessels are integrated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281595A JPH06130168A (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Heat supply unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281595A JPH06130168A (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Heat supply unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06130168A true JPH06130168A (en) | 1994-05-13 |
Family
ID=17641341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4281595A Pending JPH06130168A (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Heat supply unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06130168A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001026117A1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-12 | Daikin Plant Co., Ltd. | Thermal energy extraction apparatus, hot-water supply, and electric generator |
| KR20180090253A (en) * | 2015-12-15 | 2018-08-10 | 가부시키가이샤 클린 플래닛 | Heating system |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP4281595A patent/JPH06130168A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001026117A1 (en) * | 1999-10-04 | 2001-04-12 | Daikin Plant Co., Ltd. | Thermal energy extraction apparatus, hot-water supply, and electric generator |
| KR20180090253A (en) * | 2015-12-15 | 2018-08-10 | 가부시키가이샤 클린 플래닛 | Heating system |
| US10641525B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-05-05 | Clean Planet Inc. | Heat generating system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4818638A (en) | System for hydrogen thermal-electrochemical conversion | |
| US4692390A (en) | Method and system for hydrogen thermal-electrochemical conversion | |
| US20150171455A1 (en) | Ciht power system | |
| JP2012533865A5 (en) | ||
| CN111971417B (en) | System and method for generating gas | |
| JPS6214597Y2 (en) | ||
| US6216480B1 (en) | Independent and self-sustained ultra efficient hybrid power generation and storage system method | |
| WO2012070487A1 (en) | Secondary battery type fuel cell system | |
| JP2000277183A (en) | Battery | |
| EP2790257A1 (en) | Fuel cell system | |
| JPH06130168A (en) | Heat supply unit | |
| JPH0950820A (en) | Fuel cell system, fuel cell, and hydrogen storage system | |
| US9472812B2 (en) | Electric energy cell | |
| JPH11289783A (en) | Solar generator | |
| JP5066319B2 (en) | Electrochemical converter | |
| JPH06163089A (en) | Alkali metal thermoelectric generating device | |
| JPH04349356A (en) | Electric power storage system by hydrogen energy | |
| JPH05302987A (en) | Battery using new energy | |
| JP2012082102A (en) | Fuel generation device, and secondary battery type fuel cell system including the same | |
| JPH0423387B2 (en) | ||
| JP3218120B2 (en) | Electrochemical power generator | |
| JP2006032674A (en) | Solar energy generation apparatus and heat pump apparatus using it | |
| JP2012119127A (en) | Rechargeable fuel cell system | |
| JP2514406B2 (en) | Fuel cell | |
| JPH04332464A (en) | Aluminum/silver oxide battery-system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040309 |