特開 2023-168144 水素ガス生成装置並びにこれにより生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023168144

(43)【公開日】2023-11-24

(54)【発明の名称】水素ガス生成装置並びにこれにより生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージ

(51)【国際特許分類】

   C01B 3/06 20060101AFI20231116BHJP

   F02M 21/02 20060101ALI20231116BHJP

   F02D 19/02 20060101ALI20231116BHJP

   F02B 53/00 20060101ALI20231116BHJP

【ＦＩ】

C01B3/06

F02M21/02 G

F02D19/02 B

F02B53/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022079814

(22)【出願日】2022-05-13

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】592016485

【氏名又は名称】株式会社デイトナ

(71)【出願人】

【識別番号】000125370

【氏名又は名称】学校法人東京理科大学

(74)【代理人】

【識別番号】100086438

【弁理士】

【氏名又は名称】東山 喬彦

(74)【代理人】

【識別番号】100217168

【弁理士】

【氏名又は名称】東山 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】福田 一人

(72)【発明者】

【氏名】星 伸一

(72)【発明者】

【氏名】後藤 有哉

【テーマコード（参考）】

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G092AA01

3G092AA03

3G092AB09

(57)【要約】

【課題】水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸とをより積極的に反応させ、効率的に水素ガスの発生を促す水素ガス生成装置並びにこれにより生成された水素ガスを燃料とする出力パッケージについて、これらを開発することを技術課題とした。
【解決手段】原素材Ｍである水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸とのそれぞれの水溶液Ｍ１、Ｍ２を反応させて水素ガスＨ２を生成する装置であって、この装置は、原素材Ｍの注入孔１２と、水素ガスＨ２の取出孔１３と、ドレン孔１４とを具えたチャンバー本体と、このチャンバー本体の反応室１１内に設けられ、回転駆動される攪拌体１７とを具え、前記注入孔１２から反応室１１内に供給された水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１と、クエン酸水溶液Ｍ２とを、回転する攪拌体１７により攪拌混合し、両原素材Ｍの反応を促進させて水素ガスＨ２を生成し、この水素ガスＨ２を外部に取り出すようにしたことを特徴として成る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原素材である水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸とのそれぞれの水溶液を反応させて水素ガスを生成する装置であって、
この装置は、
原素材の導入孔と、水素ガスの取出孔と、ドレン孔とを具えたチャンバー本体と、
このチャンバー本体の反応室内に設けられ、回転駆動される攪拌体とを具え、
前記導入孔から反応室内に供給された水素化ホウ素ナトリウム水溶液と、クエン酸水溶液とを、回転する攪拌体により攪拌混合し、両原素材の反応を促進させて水素ガスを生成し、この水素ガスを外部に取り出すようにしたことを特徴とする水素ガス生成装置。

【請求項2】

前記チャンバー本体は、反応室概形状を縦円盤状とし、チャンバー本体の側面に注入孔を設け、上方に水素ガスの取出孔を設け、下方寄りにドレン孔を設け、更に前記注入孔は予反応室に開孔するものであることを特徴とする請求項１記載の水素ガス生成装置。

【請求項3】

前記取出孔には、撹拌体の回転方向上流側に異物排除用の保全堰体を設けていることを特徴とする請求項１または２記載の水素ガス生成装置。

【請求項4】

前記撹拌体は、回転軸に対し放射状に複数片の撹拌翼片を具えるものであり、この撹拌翼片は回転軸に対し遊持状態に取り付けられていることを特徴とする請求項１、２または３いずれか記載の水素ガス生成装置。

【請求項5】

前記撹拌翼片は植毛ブラシ状であることを特徴とする請求項４記載の水素ガス生成装置。

【請求項6】

前記撹拌体は、反応室内において、偏在状態に取り付けられていることを特徴とする請求項１、２、３、４または５いずれか記載の水素ガス生成装置。

【請求項7】

前記請求項１～６いずれか記載の水素ガス生成装置に対して、内燃機関を併設して構成された出力パッケージであって、
前記水素ガス生成装置における回転駆動される攪拌体は、前記併設された内燃機関により駆動され、
一方、水素ガス生成装置により得られた水素ガスは、この内燃機関の燃料として供給され、内燃機関からの回転動力を外部出力として用いることを特徴とする水素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージ。

【請求項8】

前記内燃機関は、火花着火のエンジンであって、４ストローク、２ストロークのレシプロエンジンまたはロータリーエンジンが通用されることを特徴とする請求項７記載の水素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージ。

【請求項9】

前記内燃機関のクランク軸に対し、水素ガス生成装置の攪拌体の回転軸を直結接続させたことを特徴とする請求項７または８いずれか記載の素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージ。

【請求項10】

前記内燃機関には、これにより駆動される発電機を具え、この発電機により起電した電力を外部出力とすることを特徴とする請求項７または８いずれか記載の水素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水素化ホウ素ナトリウム水溶液とクエン酸水溶液とを混合・結合させて水素ガスを生成するようにした水素ガス生成装置並びにこれにより生成された水素ガスを燃料とする出力パッケージに関するものである。

【背景技術】

【0002】

地球規模で化石燃料の枯渇化、また化石燃料を燃焼させた場合の地球温暖化問題等から、新エネルギーの一つとして水素燃料が推奨されている。水素は、多様な手法から生成・取り出すことが可能であり（例えば特許文献１～３参照）、エネルギー変換する際、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギーとして知られている。
そして、現在、水素を電気エネルギーに変換する装置としては、燃料電池（以下、ＦＣとする）を主力とした開発が進められている。また、自動車業界からは、燃料電池自動車（以下、ＦＣＶとする）が発売されており、インフラ整備も徐々に進められてきている。

【0003】

しかしながら、水素燃料の利用方法、移送、貯蔵は、未だ開発途上と言え、製品自体も極めて高価であり、安全性も含めて一般の人々が取り扱うことは難しいと考えられる。また、インフラ整備についても水素ステーションの高圧水素（７０ＭＰａ）の取り扱い拠点数が少ないこと、ＦＣＶの普及以外での使用用途がまだないこと等、充分な実用段階乃至は普及段階には達していない。
このような実情から本出願人らは、水素化ホウ素ナトリウム水溶液とクエン酸水溶液とを混合・結合させて水素ガスを生成することにより、例えば、水素ガスを生成したい場合に、固体の水素化ホウ素ナトリウムを水溶液化することで、水素（水素キャリア物質）の取り扱い性を極めて向上させ得る水素ガス生成手法を開発し、既に特許取得に及んでいる（特許文献４参照）。しかしながらより効率的な水素ガスの生成手法については、更なる開発、改良の余地があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－０２８５３４号公報

【特許文献2】特開２００３－１２６６７８号公報

【特許文献3】特許第５８３００３５号公報

【特許文献4】特開２０１８－１８８３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸とをより積極的に反応させ、効率的に水素ガスの発生を促す水素ガス生成装置並びにこれにより生成された水素ガスを燃料とする出力パッケージについて、これらを開発することを技術課題としたものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

すなわち請求項１記載の水素ガス生成装置は、原素材である水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸とのそれぞれの水溶液を反応させて水素ガスを生成する装置であって、この装置は、原素材の注入孔と、水素ガスの取出孔と、ドレン孔とを具えたチャンバー本体と、このチャンバー本体の反応室内に設けられ、回転駆動される攪拌体とを具え、前記注入孔から反応室内に供給された水素化ホウ素ナトリウム水溶液と、クエン酸水溶液とを、回転する攪拌体により攪拌混合し、両原素材の反応を促進させて水素ガスを生成し、この水素ガスを外部に取り出すようにしたことを特徴として成るものである。

【0007】

また請求項２記載の水素ガス生成装置は、前記請求項１記載の要件に加え、前記チャンバー本体は、反応室概形状を縦円盤状とし、チャンバー本体の側面に注入孔を設け、上方に水素ガスの取出孔を設け、下方寄りにドレン孔を設け、更に前記注入孔は予反応室に開孔するものであることを特徴として成るものである。

【0008】

また請求項３記載の水素ガス生成装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、前記取出孔には、撹拌体の回転方向上流側に異物排除用の保全堰体を設けていることを特徴として成るものである。

【0009】

また請求項４記載の水素ガス生成装は、前記請求項１、２または３いずれか記載の要件に加え前記撹拌体は、回転軸に対し放射状に複数片の撹拌翼片を具えるものであり、この撹拌翼片は回転軸に対し遊持状態に取り付けられていることを特徴として成るものである。

【0010】

また請求項５記載の水素ガス生成装は、前記請求項４記載の要件に加え、前記撹拌翼片は植毛ブラシ状であることを特徴として成るものである。

【0011】

また請求項６記載の水素ガス生成装は、前記請求項１、２、３、４または５いずれか記載の要件に加え、前記撹拌体は、反応室内において、偏在状態に取り付けられていることを特徴として成るものである。

【0012】

また請求項７記載の水素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージは、前記請求項１～６いずれか記載の水素ガス生成装置に対して、内燃機関を併設して構成された出力パッケージであって、前記水素ガス生成装置における回転駆動される攪拌体は、前記併設された内燃機関により駆動され、一方、水素ガス生成装置により得られた水素ガスは、この内燃機関の燃料として供給され、内燃機関からの回転動力を外部出力として用いることを特徴として成るものである。

【0013】

また請求項８記載の水素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージは、前記請求項７記載の要件に加え、前記内燃機関は、火花着火のエンジンであって、４ストローク、２ストロークのレシプロエンジンまたはロータリーエンジンが通用されることを特徴として成るものである。

【0014】

また請求項９記載の水素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージは、前記請求項７または８いずれか記載の要件に加え、前記内燃機関のクランク軸に対し、水素ガス生成装置の攪拌体の回転軸を直結接続させたことを特徴として成るものである。

【0015】

また請求項１０記載の水素ガス生成装置により生成された水素ガスを燃料に用いた出力パッケージは、前記請求項７または８いずれか記載の要件に加え、前記内燃機関には、これにより駆動される発電機を具え、この発電機により起電した電力を外部出力とすることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の要件を手段として前記課題の解決が図られる。

【発明の効果】

【0016】

まず請求項１記載の発明によれば、チャンバー本体内に供給された水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸とを、回転する撹拌体により積極的に撹拌混合させるものであり、これにより水素ガス生成の効率を向上させることができる。

【0017】

また請求項２記載の発明によれば、チャンバー本体の反応室概形状を縦円盤状としたものであり、コンパクトな構成の下に効率的な水素ガス生成がなされる。

【0018】

また請求項３記載の発明によれば、反応室の取出孔には、撹拌体の回転方向上流側に堰体を設けており、利用される水素ガスへの異物混入を防止することができる。

【0019】

また請求項４記載の発明によれば、撹拌体は、回転軸に対し複数片の撹拌翼片が遊持状態に取り付けられており、水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸との混合を効率良く行うことができる。

【0020】

また請求項５記載の発明によれば、撹拌体における撹拌翼片はブラシ状であり、水素化ホウ素ナトリウムとクエン酸との混合をより効率良く行うことができる。

【0021】

また請求項６記載の発明によれば、撹拌体は反応室内において偏在状態とされており、撹拌体の回転範囲外に空間を形成することとなり、この空間において異物等が水素ガスと分離され、異物混入のない水素ガスが得られる。

【0022】

また請求項７、８、９記載の発明によれば、発生した水素ガスを内燃機関の燃料として利用でき、且つ内燃機関の回転出力を撹拌体の駆動源とすることができるから、合理的な出力パッケージが得られる。

【0023】

また請求項１０記載の発明によれば、出力パッケージとして内燃機関により駆動される発電機を具え、これによる電力を外部出力とするものであり、各種電装品の駆動電源として汎用的な活用ができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の水素ガス生成装置並びにこれにより生成された水素ガスを燃料とする出力パッケージを示す接続概念図（ａ）、並びに縦断面図（ｂ）である。

【図2】本発明の水素ガス生成装置における反応室及び撹拌体を示す平面図並びに予反応室を拡大して示す平面図及び縦断面図である。

【図3】漸減ブラシタイプの保全堰板が具えられた水素ガス生成装置を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更に本発明の技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。

【実施例0026】

以下本発明を図示の実施例に基づいて具体的に説明する。
本発明は、水素ガス生成装置１と、この水素ガス生成装置１から発生した水素ガスＨ２を燃料として利用する内燃機関２と、この内燃機関２により駆動される発電機３とを主要構成部材とする。

【0027】

そして水素ガス生成装置１は、これを稼働するにあたって外部動力を必要とする態様であるが、この外部動力は必ずしも併設する内燃機関２に限定されない。例えば別途モーター等の外力が得られる場合、またその方が適している場合、そのような外部動力を用いて稼働させてもよい。

【0028】

また、内燃機関２と発電機３とはそれぞれ出力態様の違いで、機械動力即ち回転動力としての利用もできるし、発電機３を併設して電力供給する手法もとり得る。これらの出力の利用態様の相違を包含するものとして、本明細書ではその名称を出力パッケージ５としたものである。

【0029】

以下、これら構成部材について説明する。まず前記水素ガス生成装置１について説明する。水素ガス生成装置１は、そのケーシング１０の一部を円溝状に凹陥させて、一方の側面が開口した反応室１１が形成される。この反応室１１は、一例として概形状を縦円盤状と表現できるような形状とされたものであり、閉鎖形成された側面板１１ａが鉛直となるように配置される。なお反応室１１における開口した側面は、一例として透明素材によって形成された閉鎖板１１ｃによって閉鎖される。

【0030】

そして、この反応室１１内で水素ガスＨ２生成のための反応が行われるものであって、このため原素材Ｍを供給するための注入孔１２と、発生した水素ガスＨ２の取出孔１３と、２つの原素材Ｍの反応により生じる副生成物（反応スラッジ）を取り出すドレン孔１４とが形成される。
なおこの実施例では、前記反応室１１における周面板１１ｂに、取出孔１３とドレン孔１４とが形成されるようにした。

【0031】

これら各部位について詳しく説明すると、前記注入孔１２は、水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１の注入孔１２ａと、クエン酸水溶液Ｍ２の注入孔１２ｂとが併設するものであり、反応室１１内の一例として、側面板１１a の中心寄りに形成された予反応室１５において開孔している。
この予反応室１５は、一例として側面板１１a を一部凹陥させたような形態とするものであり、この予反応室１５と前記反応室１１側とを区画するように、蓋状の導入支援板１６が設けられている。
この導入支援板１６には、原素材Ｍを反応室１１に導入するための導入孔１６ａが形成されるものであり、この導入孔１６ａの形態は、原素材Ｍの供給速度や、撹拌体１７の回転速度、撹拌翼片１８の態様等に応じて適宜設定される。

【0032】

このよう構成が採られた結果、水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２とは、まず予反応室１５で合流し、直ちに反応を開始して水素ガスＨ２の生成が開始される。そして未反応の水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２とは、導入孔１６ａから反応室１１内に進入して、ここで更なる水素ガスＨ２発生のための反応が成される。

【0033】

ここで前記注入孔１２に至る原素材Ｍの供給経路について説明すると、図１に骨格的に示すように、まず水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１を貯留するタンクＴ１と、クエン酸水溶液Ｍ２と貯留するタンクＴ２からなるタンク装置Ｔが具えられ、ここからの導入管路途中にポンプ装置Ｐが設けられる。
具体的には、前記水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１のタンクＴ１からの管路には、ポンプＰ１が接続され、一方、クエン酸水溶液Ｍ２のタンクＴ２からの管路には、ポンプＰ２が接続される。なおこれらポンプ装置Ｐに用いるポンプの形態としてはチューブポンプが一例として適用される。

【0034】

次に取出孔１３について説明すると、このものは反応室１１内で発生した水素ガスＨ２を外部に排出するための孔であり、反応室１１における周面板１１ｂの上部に設けられる。更にこの実施例では取出孔１３は、後述する撹拌体１７の鉛直中心線よりも回転方向寄りに設けられるようにした。

【0035】

次にドレン孔１４は、原素材Ｍの反応によって生ずる副生成物（反応スラッジ）等を外部に放出するための孔であり、反応室１１における周面板１１ｂの下部に設けられる。更にこの実施例ではドレン孔１４は、後述する撹拌体１７の鉛直中心線よりも回転方向寄りに設けられるようにした。
なおこのドレン孔１４の下方には、キャッチチャンバー１４ａが設けられるものであり、このものは、ドレン孔１４から排出された原素材Ｍの廃液を貯留するものである。因みにこのようなキャッチチャンバー１４ａにおいても、いまだ水素ガスＨ２が生成されていることを考慮して、この水素ガスＨ２の有効利用を図るべく、ここで生じた水素ガスＨ２は前記取出孔１３側の配管に合流するように供給される。
そしてキャッチチャンバー１４ａ内において反応を終えた２つの原素材Ｍは、副生成物（反応スラッジ）として排出され、適宜廃液として処理される。

【0036】

次に反応室１１内に設けられ、水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１と、クエン酸水溶液Ｍ２とを攪拌混合し、両原素材Ｍの反応を促進させるための撹拌体１７について説明する。この撹拌体１７は外部からの回転駆動により、反応室１１内で回転するものであり、回転軸１７ａに設けられたボス１７ｂに対し複数の撹拌翼片１８が放射状に取り付けられている。なお回転軸１７ａの中心から撹拌翼片１８の先端部までの寸法は、反応室１１における側面板１１a の半径よりも短く設定される。
この撹拌翼片１８は一例として、ブラシ要素１８ａを束ねた植毛ブラシ状のものであり、ボス１７ｂに対しては可撓性乃至は柔軟性を具えて遊持状態に取り付けられている。
なおブラシ要素１８ａについては、植毛ブラシ状のものには限定されず、例えば金網状のものをボス１７ｂに対する取り付け部位でゴムパッキン等を介して遊持状態に取り付けるなど適宜の形態がとり得る。しかし乍ら、撹拌翼片１８はいずれにせよ、遊持状態にボス１７ｂに対して取り付けられていることが好ましい。

【0037】

また前記撹拌体１７は、反応室１１内において、偏在状態に取り付けられている。すなわち図３に示すように、ケーシング１０の一部が円溝状に凹陥するように形成された反応室１１における側面板１１a の中心と、撹拌体１７（回転軸１７ａ）の中心とは重なることなくズレた状態とされる。具体的には図３に示すように、撹拌体１７（回転軸１７ａ）の中心が、側面板１１a の中心よりも上方に位置するように設定されるものである。そしてこのような形態が採れらることにより、反応室１１の最下部から最上部にかけて、撹拌翼片１８が作用しない三日月形の非作用領域１１Ｅが形成される。

【0038】

そして取出孔１３とドレン孔１４との間には、反応室１１内における水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２の反応に伴って発生する、泡、副生成物（反応スラッジ）等が取出孔１３から排出されないようにするための保全堰体１３ａが設けられる。
この保全堰体１３ａは取出孔１３から見て、回転駆動される撹拌体１７の回転方向と反対側の位置に設けられるものであり、撹拌翼片１８と接触することにより、ブラシ要素１８ａに纏わり付いた泡や副生成物（反応スラッジ）等を掻き落とすための部材である。
この保全堰体１３ａは、一例としてネジ式差替えロッドタイプと漸減ブラシタイプとがあり、以下これらについて説明する。

【0039】

（ａ）図２ ドレン孔１４側 ねじ式差し替えロッドタイプ
まず図２に示す保全堰体１３ａは、ねじ式差し替えロッドタイプのものであり、反応室１１における側面板１１a に形成されたメネジ孔１３ｂに対し、オネジが形成されたシャフト１３ｃを螺合させて固定するものである。
この実施例では一例としてメネジ孔１３ｂを、取出孔１３とドレン孔１４との間におけるドレン孔１４側の部位、四カ所に連設するようにした。
そしてこのような形態が採られることにより、撹拌体１７（回転軸１７ａ）の中心が、側面板１１a の中心よりも上方に位置するように設定されていることと相まって、上部に位置するメネジ孔１３ｂにシャフト１３ｃを取り付ける程、撹拌翼片１８とシャフト１３ｃとの接触部位が広範となるため、ブラシ要素１８ａに纏わり付いた泡や副生成物（反応スラッジ）等をより強く掻き落とすことができる。

【0040】

（ｂ）図３ 取出孔１３側 漸減ブラシタイプ
また図３に示す保全堰体１３ａは、漸減ブラシタイプのものであり、反応室１１における非作用領域１１Ｅの一方の上端部（撹拌体１７の回転方向と反対側）と、その内側数ｍｍのエリアにブラシ要素１３ｄを植毛したものである。
そしてこのような形態が採られることにより、撹拌体１７（回転軸１７ａ）の中心が、側面板１１a の中心よりも上方に位置するように設定されていることと相まって、非作用領域１１Ｅの上部に行く程、撹拌翼片１８とブラシ要素１３ｄとの接触範囲が減少してゆくため、撹拌翼片１８側のブラシ要素１８ａに纏わり付いた泡や副生成物（反応スラッジ）等を徐々に掻き落とすことができる。

【0041】

本発明の水素ガス生成装置１は、一例として以上述べたような構成が採られるものであり、以下、水素ガス生成装置１に対して、内燃機関２等を併設して構成された出力パッケージ５について説明する。
なお先に述べたように水素ガス生成装置１に対して併設される機器は、内燃機関２の場合もあるし、また内燃機関２の回転により駆動される発電機３の場合もある。

【0042】

まず前記内燃機関２について説明する。内燃機関２としては、レシプロエンジン、ロータリエンジン等適宜のエンジンが適用できるものであるが、水素ガスＨ２に着火する方式は火花点火式のものである。またレシプロエンジンとしては２ストロークエンジン、４ストロークエンジンいずれの場合も適用し得る。

【0043】

この実施例では図１に示すように、内燃機関２の一例として小型の２ストロークエンジンを採用するものであり、このものの構成部材としてはクランクケース２０に対しシリンダ２１が設けられ、そのシリンダ２１の上方にシリンダヘッド２２を具えるものである。前記シリンダ２１乃至はクランクケース２０に対しては、２ストロークエンジンであることに因み吸気孔２１ａがクランクケース２０側と連通するように設けられ、一方、クランクケース２０内とシリンダ２１との間は、掃気孔２１ｂにより連通され、更にシリンダ２１には排気孔２１ｃが具えられている。

【0044】

一方、シリンダヘッド２２に対しては、点火プラグ２２ｐが具えられる。このようなクランクケース２０とシリンダ２１内には、可動部材としてまずクランクケース２０内にクランクシャフト２３が設けられる。このクランクシャフト２３には、クランクウェブ２３ａとその中心に設けられる出力軸２３ｂとが具えられる。そしてクランクシャフト２３には、コンロッド２４を介して、シリンダ２１内を往復するピストン２５が設けられている。

【0045】

このような内燃機関２に対する吸気孔２１ａに対して、前記水素ガス生成装置１における取出孔１３からの水素ガスＨ２が供給される。実際の供給に当っては、前記水素ガス生成装置１における取出孔１３から、例えばリザーバータンク等に水素ガスＨ２を貯留した状態で、吸気孔に連なるスロットルバルブユニット２６に送り込むような形態が採られる。
なお詳細な説明は省略するが、内燃機関２として２ストロークエンジンを適用した場合には、シリンダ２１とピストン２５の間、あるいはコンロッド２４における潤滑等を考慮してオイルが供給されるが、このオイルは適宜吸気孔２１ａの上流側に供給されるようにする。

【0046】

このような内燃機関２に対して発電機３が併設され、出力形態としては電力として出力される場合がある。実際には、発電機ユニットとして構成されているものはその駆動源として内燃機関２を具えており、いわゆる小型の発電機ユニットとして構成されている。この発電機３は内燃機関２から並設されたシュラウド３１内にステータコイル３２とロータ３３とを具え、ステータコイル３２から適宜の電気的な出力を行う。なお永久磁石等が具えられたロータ３３はロータ軸３３ａに取り付けられるが、このロータ軸３３ａは内燃機関２のクランクシャフト２３の出力軸２３ｂに対して直結されていても良いし、適宜減速機を介在させて駆動されるようにしてもよい。

【0047】

本発明の水素ガス生成装置１並びにこれにより生成された水素ガスＨ２を燃料に用いた出力パッケージ５については以上述べたような構成を有するものであり、以下その作動態様について説明する。

【0048】

まず先に述べたように水素ガス生成装置１は、水素ガスＨ２を発生させるための化学反応をより効率良くするために、水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２とを、反応室１１内で撹拌体１７により撹拌し、その反応を積極的に促している。ここでこれら水素化ホウ素ナトリウム水溶液Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２との化学反応の想定される反応式を下記化１に示す。

【0049】

〔化１〕
３ＮａＢＨ₄ ＋２Ｈ₂ Ｏ＋Ｃ₆ Ｈ₈ Ｏ₇ ＋９Ｈ₂ Ｏ→
１２Ｈ₂ ＋Ｎａ₃ Ｃ₆ Ｈ₅ Ｏ₇ ＋３Ｂ（ОＨ）₃

【0050】

水素ガス生成装置１からは、既に一部述べたように反応室１１内に導入される水素化ホウ素ナトリウム水溶液用Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２の反応により生成された水素ガスＨ2 が、取出孔１３から取り出される。この２つの原素材Ｍの反応は前記予反応室１５においてまず反応が開始され、更に未反応の２つの原素材Ｍは反応室１１内に導入されそこで撹拌体１７による積極的な回転を受けて両者の反応が促進される。
具体的には、撹拌翼片１８に触れた２つの原素材Ｍは、その回転撹拌による作用を受けて積極的に反応し、より効率的に水素ガスＨ２を発生させる。このとき撹拌翼片１８はブラシ要素１８ａを束ねたような植毛ブラシ状であり、この束ねられたブラシ要素１８ａ内に両原素材Ｍが保持されながら撹拌を受けて、その撹拌効率がより高められているものである。このとき撹拌翼片１８は撹拌体のボス１７ｂに対して完全に固定されたものではなく、遊持状態に取り付けられているから、更にその２つの原素材Ｍの反応が促進されている。
また撹拌体１７は反応室１１内において偏在状態とされており、撹拌体１７の回転範囲外に空間を形成することとなり、この空間において異物等が水素ガスＨ２と分離され、異物混入のない水素ガスＨ２が得られる。

【0051】

そしてこのようにして生成された水素ガスＨ２は、内燃機関２の燃料として供給されるものであり、内燃機関２におけるスロットルバルブユニット２６から吸気孔２１ａに供給される。因みに水素化ホウ素ナトリウム水溶液用Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２の両者が合流するとほぼ瞬間的に水素ガスＨ２を発生するものであり、実際の発電機３用の内燃機関２の場合、２コイルスターター等による外部起動操作が必要であるが、その起動操作にあたって必要な水素ガスＨ２は、たとえ撹拌体１７が作動していない状態であっても、内燃機関２のエンジン起動に充分な水素ガスＨ２が供給されている。

【0052】

このようにして回転起動した内燃機関２は、その出力軸２３に接続された回転軸１７ａすなわち撹拌体１７を積極的に回転させる。これにより更に水素化ホウ素ナトリウム水溶液用Ｍ１とクエン酸水溶液Ｍ２との反応が促進され、効率的に水素ガスＨ2 が生成されてくる。
このような状態で例えば内燃機関２の回転出力をそのまま利用することも可能であり、例えば回転ブレードを具えた手動草刈り機等を駆動させるために利用することができるし、あるいは例えば、農業用の給水用ポンプ等の駆動を行うこともできる。
一方、電力源として電力を出力させる場合には、内燃機関２に併設された発電機３のロータを、内燃機関２によって駆動し、その発電電力を利用することができる。

【符号の説明】

【0053】

１ 水素ガス生成装置
１０ ケーシング
１１ 反応室
１１a 側面板
１１ｂ 周面板
１１ｃ 閉鎖板
１１Ｅ 非作用領域
１２ 注入孔
１２ａ 注入孔（ＳＢＨ用）
１２ｂ 注入孔（クエン酸用）
１３ 取出孔
１３ａ 保全堰体
１３ｂ メネジ孔
１３ｃ シャフト
１３ｄ ブラシ要素
１４ ドレン孔
１４ａ キャッチチャンバー
１５ 予反応室
１６ 導入支援板
１６ａ 導入孔
１７ 撹拌体
１７ａ 回転軸
１７ｂ ボス
１８ 撹拌翼片
１８ａ ブラシ要素
２ 内燃機関
２０ クランクケース
２１ シリンダ
２１ａ 吸気孔
２１ｂ 掃気孔
２１ｃ 排気孔
２２ シリンダヘッド
２２ｐ 点火プラグ
２３ クランクシャフト
２３ａ クランクウェブ
２３ｂ 出力軸
２４ コンロッド
２５ ピストン
２６ スロットルバルブユニット
Ｍ 原素材
Ｍ１ 水素化ホウ素ナトリウム水溶液
Ｍ２ クエン酸水溶液
Ｔ タンク装置
Ｔ１ （水素化ホウ素ナトリウム水溶液用）タンク
Ｔ２ （クエン酸水溶液用）タンク
Ｐ ポンプ装置
Ｐ１ （水素化ホウ素ナトリウム水溶液用）ポンプ
Ｐ２ （クエン酸水溶液用）ポンプ
Ｈ２ 水素ガス
３ 発電機
３１ シュラウド
３２ ステータコイル
３３ ロータ
３３ａ ロータ軸
５ 出力パッケージ

【図1】

【図2】

【図3】