專利名稱：負載裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種對諸如交流發電機和其它電源進行電氣負載實驗時使用的負載實驗裝置，且特別是涉及一種使熱電聯產系統(コ-ジエネレ-シヨンシステム)的負載穩定用的負載裝置。
背景技術：
對于需要電力的設施(建筑物)，比如說工廠、百貨公司、電子計算機中心、醫療機構、商業中心、自來水公司等等處，即使在停電時也需要能夠保持穩定的電力供給。因此，通常在這些設施中，還設置有諸如三相交流發電機等等的自用發電機，并按照在停電時能夠使自用發電機運行以向設施內提供電力的方式設置，采用這種方式，即使在停電時也可以穩定地實施電力供給。
這種自用發電機通常并不進行運行操作，只是在緊急停電時使用，然而需要保證在這種時候確實能夠運行。因此，為了使自用發電機在緊急停電時能夠正常運行，需要不時地進行定期負載實驗。
這種自用發電機的一種負載實驗方法，是使自用發電機實際運行生成出電力，并且將所述的生成出的電力供給至設置在設施處的、實際使用電力的設備(比如說室內照明設備、冷卻設備等的電力消耗設備)。然而，該負載實驗需要長時間且多次地進行，而且需要數十次地進行發電機電源的切換實驗和電力容量急劇增大實驗，所以采用設置在設施處的電力消耗設備進行負載實驗是有困難的。
因此在實際上，是采用具有與發電機容量吻合的容量的負載阻抗的負載實驗用阻抗裝置(負載實驗裝置)，對自用發電機進行負載實驗的。
水阻抗器被廣泛地用作為這種負載實驗裝置所設置的阻抗器。水阻抗器是在由諸如混凝土或木頭等等構成的水槽中插入電極，并通過對其插入量和電極間隔施加的變化對負載實施調整，所以通常可以通過供給水的方式保持負載的穩定，并對蒸發掉的水實施補充、對水溫實施調節。
采用這種水阻抗器的一種負載實驗裝置，是目前所公知的如圖11所示的負載實驗裝置1(比如說，可以參閱專利文獻1日本特開平08-321408號公報(第2-3頁，圖1))。
這種負載實驗裝置1包括具有三個圓筒型電極2a、2a、2a的水阻抗器2，供給冷卻水用的冷卻水供給源3，以及具有離子交換樹脂的純凈水組件4。
水阻抗器2具有存留水用的存留槽2b，圓筒型電極2a浸入在儲存在存留槽2b處的水M中。這種圓筒型電極2a與作為實驗對象的發電機(圖中未示出)相連接。在存留槽2b的上部處還設置有流出口2c，從而可以將存留槽2b內的水M保持為一定高度。
而且，冷卻水供給源3通過供給泵5與存留槽2b相連接，由冷卻水供給源3提供的冷卻水向存留槽2b的內部實施補充。這種供給泵5具有使冷卻水供給源3直接與存留槽2b相連通的第一導管部5a，和通過純凈水組件4與存留槽2b相連通的第二導管部5b。
對于采用具有這種構成形式的、屬于在先技術的負載實驗裝置1進行負載實驗的場合，可以通過在預定范圍內對存留槽2b內部的水的固有阻抗實施調整的方式，進行負載實驗。換句話說就是，可以通過使冷卻水供給源3直接供給的水，與通過純凈水組件4供給出的、具有高固有阻抗的水實施適當混合的方式，在預定范圍內對存留槽2b內部的水M的固有阻抗實施調整。
近年來節省能源已經成為一項重要課題，而且不論其規模和種類，使各種電力設備節省電力的必要性正在增加。
然而，在先技術中的這種負載實驗裝置1，存在有水阻抗器2會產生電力消耗、且排熱處理困難的問題。換句話說就是，水阻抗器2是將電力變換為熱量而消耗掉，未對這種電力實施利用，因此電力被無功地消耗掉。特別是負載實驗在常年中需要對各種發電設備進行，因此存在有按照目前方式廢棄的電量總計相當巨大的問題。
而且，在先技術中的負載實驗裝置1，還存在有如何對產生出的熱量實施處理(排熱處理)的大問題。換句話說就是，負載實驗裝置1中的水阻抗器2是將電力變換為熱量，這會使水M的溫度上升。因此，需要向存留槽2b內大量注入冷卻水，以抑制水M的溫度上升。然而，對于采用這種方式防止水溫上升的場合，存在有需要大量的冷卻水且難以對所產生出的溫水進行處理的問題。
本發明還將使熱電聯產系統的負載穩定用的負載裝置也作為共同研究課題。換句話說就是，即使對于熱電聯產系統中的負載穩定裝置，也存在有電力會作為熱量排出而消耗掉的問題。
由此可見，上述現有的負載裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決負載裝置存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。
有鑒于上述現有的負載裝置存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的負載裝置，能夠改進一般現有的負載裝置，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的目的在于，克服現有的負載裝置存在的缺陷，而提供一種新的負載裝置，所要解決的技術問題是使作為電源的負載實驗裝置和熱電聯產系統中的負載穩定裝置使用的負載裝置，能夠對所消耗的電力實施利用且可以抑制排熱處理負擔，從而更加適于實用，且具有產業上的利用價值。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，為了達到前述的發明目的，本發明的主要技術內容如下本發明提出一種負載裝置，是一種具有與實驗對象電源相連接的整流器和與該整流器相連接的阻抗器的，對所述的實驗對象電源實施負載實驗用的負載裝置，其特征在于所述的阻抗器具有對電解質水溶液實施存留用的存留槽和浸入在所述的電解質水溶液內的電極部件；所述的整流器的直流正極與所述的存留槽相連接，所述的直流負極與所述的電極部件相連接；在該電極部件的周邊上方向處，還設置有形成有與大氣隔斷的第一空間的氫氣收集部件。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求1所述的負載裝置，所述的阻抗器具有對電解質水溶液實施存留用的存留槽和浸入在所述的電解質水溶液內的電極部件，所述的整流器的直流正極與所述的存留槽相連接，所述的直流負極與所述的電極部件相連接，所以可以在使所述的電源的負載實驗和負載穩定的同時，通過所述的阻抗器對所述的電解質水溶液實施電分解。
而且，在該電極部件的周邊上方向處，還設置有形成有與大氣隔斷的第一空間的氫氣收集部件，所以由所述的電極部件產生出的氫氣，可以容易地通過所述的氫氣收集部件收集在所述的第一空間處。
因此，如果采用這種負載裝置，可以對利用所述的阻抗器消耗掉的電力產生的氫氣實施收集，所以可以對電力實施利用。
而且，所述的阻抗器所消耗掉的電力幾乎全部用于水的電分解，而未變換為熱量，所以還可以抑制所述的電解質水溶液的溫度上升，降低冷卻水的使用量。
而且，如權利要求2所述的負載裝置，是在如權利要求1所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于具備有多數個所述的整流器，且具備有與前述的多數個整流器相對應的多數個所述的電極部件。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求2所述的負載裝置，因為具備有多數個所述的整流器，且具備有與前述的多數個整流器相對應的多數個所述的電極部件，所以可以按照與所述的實驗對象電源的規模和實驗內容相對應的方式，對所使用的整流器的數目實施適當選擇，從而可以使適當的電流流經所述的電極部件，更高效率地進行所述的電解質水溶液的電分解。
而且，如權利要求3所述的負載裝置，是在如權利要求1或2所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于還進一步具有用于儲存所述的氫氣收集部件收集到的氫氣的氫氣儲存組件。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求3所述的負載裝置，由于還進一步具有用于儲存所述的氫氣收集部件收集到的氫氣的氫氣儲存組件，所以還可以在需要時對氫氣實施儲存，提高所收集到的氫氣的應用靈活性。
而且，如權利要求4所述的負載裝置，是在如權利要求3所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于所述的氫氣儲存組件具有氫氣吸收保存合金。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求4所述的負載裝置，所述的儲存組件具有氫氣吸收保存合金，所以可以高密度地吸收大量的氫氣，而且可以使氫氣的吸收保存、向外排出作業容易實施。因此，可以進一步提高所產生出的氫氣的應用靈活性。
而且，如權利要求5所述的負載裝置，是在如權利要求1至4中任何一項權利要求所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于在所述的氫氣收集部件的外側處，還進一步設置有包繞著所述的電極部件的離子交換膜部件。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求5所述的負載裝置，在所述的氫氣收集部件的外側處，還進一步設置有包繞著所述的電極部件的離子交換膜部件，所以可以通過所述的離子交換膜部件，對通過所述的電極部件實施電分解的水產生出的氧氣和氫氣實施分離，防止其出現混合。因此，可以收集到更高純度的氫氣。
而且，如權利要求6所述的負載裝置，是在如權利要求1至5中任何一項權利要求所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于所述的電極部件浸入在所述的電解質水溶液內的部分，形成為呈中空網目筒狀的形狀。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求6所述的負載裝置，所述的電極部件浸入在所述的電解質水溶液內的部分，形成為呈中空網目筒狀的形狀，所以可以增大所述的電極部件的表面面積，促進水的電分解。因此，可以獲得更多的氫氣。
而且，如權利要求7所述的負載裝置，是在如權利要求1至6中任何一項權利要求所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于所述的正極與所述的存留槽的側壁相連接，而且在所述的側壁的內側上方處，還進一步設置有形成有與大氣隔斷的第二空間的氧氣收集部件。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求7所述的負載裝置，所述的正極與所述的存留槽的側壁相連接，所以由具有作為陽極使用功能的所述的存留槽產生出的氧氣幾乎全部是由所述的側壁產生出的。而且，在所述的側壁的內側上方處，還進一步設置有形成有與大氣隔斷的第二空間的氧氣收集部件，所以可以通過所述的氧氣收集部件，容易地對由所述的側壁產生出的氧氣實施收集。
而且，如權利要求8所述的負載裝置，是在如權利要求7所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于所述的氧氣收集部件為具有蓋覆著所述的電解質水溶液的上側方向的上壁部，和由該上壁部朝向下側方向延伸的、浸入在所述的電解質水溶液內的浸入部的正極。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求8所述的負載裝置，所述的氧氣收集部件為具有蓋覆著所述的電解質水溶液的上側方向的上壁部，和由該上壁部朝向下側方向延伸的、浸入在所述的電解質水溶液內的浸入部的正極，所以所述的氧氣收集部件不僅可以對氧氣實施收集，而且該氧氣收集部件還具有作為陽極使用的功能。因此，可以進一步促進水的電分解，收集到更多的氧氣。
而且，如權利要求9所述的負載裝置，是在如權利要求8所述的負載裝置的基礎上，使其進一步的特征在于所述的氧氣收集部件與所述的存留槽同極，所述的上壁部由與所述的氫氣收集部件相同的材料形成，而且所述的浸入部浸入在所述的電解質水溶液內的部分，形成為呈中空網目筒狀的形狀。
如果采用具有這種構成形式的、如權利要求9所述的負載裝置，所述的氧氣收集部件與所述的存留槽同極，所述的上壁部由與所述的氫氣收集部件相同的材料形成，所以所述的氧氣收集部件具有作為陽極使用的功能，可以產生出更多的氧氣。而且，所述的浸入部浸入在所述的電解質水溶液內的部分，形成為呈中空網目筒狀的形狀，所以可以增大所述的浸入部的表面面積，進一步促進水的電分解，收集到更多的氧氣。
經由上述可知，本發明是關于一種能夠對負載實驗中由阻抗器消耗掉的電力實施利用、同時可以抑制與排熱處理相關的負擔的負載裝置。負載裝置10中的阻抗器20可以具有對電解質水溶液L實施存留的存留槽22，以及浸入在電解質水溶液L內的電極部件24。整流器14a的直流正極與存留槽22相連接，負極與電極部件24相連接。而且，在電極部件24的周邊上方向處，還設置有形成有與大氣隔斷的第一空間A1的氫氣收集部件30。對氫氣實施儲存用的氫氣儲存組件40具有氫氣吸收保存合金42b。在存留槽22的側壁內側上方向處，還設置有形成有與大氣隔斷的第二空間A2的氧氣收集部件。
借由上述技術方案，本發明特殊結構的負載裝置，使作為電源的負載實驗裝置和熱電聯產系統中的負載穩定裝置使用的負載裝置，能夠對所消耗的電力實施利用且可以抑制排熱處理負擔。其具有上述諸多的優點及實用價值，并在同類產品中未見有類似的結構設計公開發表或使用而確屬創新，其不論在結構上或功能上皆有較大的改進，在技術上有較大的進步，并產生了好用及實用的效果，且較現有的負載實驗裝置具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯易懂，以下特舉一多個較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1為表示作為本發明實施例的負載裝置用的示意性模擬結構構成圖。
圖2為表示作為本發明實施例的負載裝置所具有的阻抗器用的平面示意圖。
圖3為表示沿圖2中的線SA-SA剖開時的剖面示意圖。
圖4(a)為表示沿圖2中的線SB-SB剖開時的剖面示意圖，圖4(b)為表示沿圖4(a)中的線SC-SC剖開時的剖面示意圖。
圖5為表示作為本發明實施例的負載裝置的第一應用實例用的示意性模擬結構構成圖。
圖6為表示作為本發明實施例的負載裝置的第二應用實例用的示意性模擬結構構成圖。
圖7為表示作為本發明實施例的負載裝置的第三應用實例用的示意性模擬結構構成圖。
圖8為表示如圖7所示的作為第三應用實例的負載裝置所具有的阻抗器用的平面示意圖。
圖9為表示沿圖8中的線SD-SD剖開時的剖面示意圖。
圖10為表示沿圖8中的線SE-SE剖開時的剖面示意圖。
圖11為表示在先技術中的負載裝置用的示意性模擬結構構成圖。
10、110、210負載裝置12交流發電機(實驗對象電源)
13UPS(實驗對象電源)14整流裝置14a整流器20阻抗器22存留槽22b側壁24電極管(電極部件)30氫氣收集部件32氧氣收集部件40、140、240氫氣儲存裝置(氫氣儲存組件)42b氫氣吸收保存合金L電解質水溶液A1空間(第一空間)A2空間(第二空間)H2氫氣O2氧氣具體實施方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的負載裝置其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
請參閱圖1所示，作為本實施例的負載裝置10，可以具有與作為實驗對象電源的交流發電機12相連接的整流裝置14，與整流裝置14相連接的阻抗器20，以及作為氫氣儲存組件的氫氣儲存裝置40。
交流發電機12是一種設置在諸如工廠和商業中心等等設施處，在諸如供電停止等等場合啟動運行以防止該設施停電用的設備。在這兒，負載裝置10是對這種交流發電機12實施負載實驗用的負載實驗設備。
整流裝置14具有將交流發電機12給出的交流電變換為直流電用的若干個整流器14a、14a、......。而且，這些整流器14a、14a、......分別通過相應的開關裝置14b、14b、......與交流發電機12相連接。
而且正如圖2和圖3所示，阻抗器20可以具有存留電解質水溶液L用的存留槽22，以及由阻抗器20的上側方向垂下的電極管(電極部件)24。
存留槽22在上面具有開口，而且具有底板22a和側壁22b，從而呈可以對電解質水溶液L實施存留的構成形式。而且，存留槽22還設置有具有浮子(圖中未示出)的液位檢測器22c和液體溫度檢測器22d，采用這種構成形式，還可以對電解質水溶液L的液位和液體溫度實施檢測。
在存留槽22處設置有電解質水溶液L用的冷卻裝置26，以及對所減少的水分實施補充用的水補給裝置28。在該水補給裝置28處設置有凈水器28c，以排除所供給的水中異物，使水保持有一定的固有阻抗。由這種凈水器28c處理后的水為純水，所以特別適用于施加高電壓的場合。
冷卻裝置26可以具有其一端部與側壁22b相連接、另一端部與底板22a相連接的循環導管26a，對電解質水溶液L實施循環作業用的循環泵26b，安裝在循環泵26b處的散熱器26c，以及對散熱器26c實施風力供給用的散熱器風扇26d。該冷卻裝置26與液體溫度檢測器22d相連接，從而可以對由液體溫度檢測器22d給出的檢測信號實施輸入。
而且，這種阻抗器20可以通過使電解質水溶液L實施循環，并且使散熱器風扇26d轉動，以通過散熱器26c對電解質水溶液L實施散熱的方式，防止液體溫度上升。特別是當向冷卻裝置26輸入位于預定值之上的檢測信號時，還可以增加散熱器風扇26d的轉動速度和循環水量，從而可以將電解質水溶液L的溫度保持在預定值之下。
水補給裝置28具有其一端部與水供給源(圖中未示出)相連接、其另一端部與循環導管26a相連接的供給導管28a，以及安裝在供給導管28a處的電磁閥門28b。
電磁閥門28b與液位檢測器22c電氣連接，能夠對液位檢測器22c給出的檢測信號實施輸入。采用這種構成形式，通過對電磁閥門28b實施的開閉控制，將可以使位于存留槽22內的電解質水溶液L保持在預定液位處。
在另一方面，電極管24可以由諸如不銹鋼等等的導電性材料構成，而且可以如圖4(a)所示，其一部分呈浸入在電解質水溶液L內的中空圓筒形狀。這種電極管24可以設置有與若干個整流器14a、14a、......相對應的若干個，并且在各電極管24的上端部處還設置有凸緣部件24a。各凸緣部件24a如圖1所示，與相對應的整流器14a的直流負極(-)相連接，采用這種構成形式，電極管24還具有可以作為陰極使用的功能。
在電極管24的周邊上方向處，設置有通過螺栓25固定在凸緣部件24a處的氫氣收集部件30。氫氣收集部件30由具有電絕緣性且具有預定的耐水性、耐熱性等性能的材料構成，而且這種材料可以為由諸如丙烯樹脂、環氧樹脂、硅酮樹脂、蜜胺甲醛樹脂等中選擇出的材料。而且，如果采用FRP(Fiber Reinforced Plastics)構成氫氣收集部件30時，將具有比較高的耐熱性、耐藥品性，且重量比較輕、強度比較高。
這種氫氣收集部件30可以呈下面開口的正方體形狀，其下側端30a浸入在電解質水溶液L內，采用這種構成形式，可以形成有與大氣隔斷開的空間(第一空間)A1。
在電極管24的正上方向處，還設置有其剖面大體呈倒U字型的碗狀結合部件24b。正如圖4(b)所示，這種結合部件24b通過設置在氫氣收集部件30和凸緣部件24a處的貫穿孔24c、24c、......，使其內部處于與空間A1連通的狀態。
存留槽22如圖1和圖3所示，其側壁22b的上端部與整流器14a的直流正極(+)相連接。這種存留槽22可以由諸如不銹鋼等等的導電性材料構成，采用這種構成形式，存留槽22還具有可以作為陽極使用的功能。
而且，在側壁22b的內側上方處，設置有由絕緣材料構成的、剖面大體呈倒L字型的氧氣收集部件32。這種氧氣收集部件32的下側端32a浸入在電解質水溶液L內，可以采用這種構成形式，形成與大氣隔斷開的空間(第二空間)A2。
在這種氧氣收集部件32處還設置有氧氣排取口32b，采用這種構成形式，還可以將存留在空間A處的氧氣儲存在氧氣儲存容器(圖中未示出)處。
氫氣儲存裝置40是一種對阻抗器20產生的氫氣H2實施儲存用的裝置，而且正如圖1所示，具有通過送氣管36與結合部件24b相連接的氫氣吸收儲存器42，以及對儲存氫氣實施取出用的氫氣分配組件44。
氫氣吸收儲存器42可以具有諸如TiMnVFe、TiCrV、NaAiH4等的氫氣吸收保存合金(合金·氫化物)，以及對氫氣吸收儲存器42的內部溫度實施調節用的溫度調整組件42a。
而且，通過利用溫度調整組件42a使氫氣吸收儲存器42的內部溫度下降的方式，可以將氫氣H2吸收保存在所述的氫氣吸收保存合金處，采用這種構成形式，可以將通過氫氣收集部件30獲取到的氫氣H2，通過結合部件24b、送氣管36，儲存在氫氣儲存裝置40處。
在氫氣分配組件44處，還可以根據需要設置有壓縮裝置、流量計和填充軟管(圖中未示出)等等，以便能夠在與使用用途相對應的適當壓力下，供給出所儲存的氫氣。
而且，氫氣儲存裝置40還可以通過溫度調整組件42a，使氫氣吸收儲存器42的內部溫度上升，以將氫氣H2由氫氣吸收保存合金處放出，并傳送至氫氣分配組件44處。
下面通過負載實驗方法，對具有這種構成形式的負載裝置10的作用進行說明。
首先，將設置在諸如劇場、工廠、自來水場、商業中心等等設施處的、作為實驗對象電源的交流發電機12，與負載裝置10的整流裝置14相連接。
按照與交流發電機12的規模和實驗內容相對應的方式，使適當數目的開關裝置14b、14b、......導通。采用這種方式，可以使電流流過與導通后的開關裝置14b的數目相對應的整流器14a(使其通電)，進而使電流流過與通電后的整流器14a相對應的電極管24處。采用這種構成形式，可以通過由阻抗器20的阻抗構成的負載，對交流發電機12進行負載實驗。
在這兒，作為本發明的負載裝置10中的阻抗器20，具有對電解質水溶液L實施存留的存留槽22，以及浸入在電解質水溶液L內的電極管24。而且，整流器14a的直流正極與存留槽22相連接，所述的直流負極與電極管24相連接，所以在進行交流發電機12的負載實驗時，可以通過阻抗器20對電解質水溶液L實施電分解。
換句話說就是，通過使與所述的直流正極相連接的存留槽22具有作為陽極使用的功能，使與所述的直流負極相連接的電極管24具有作為陰極使用的功能的方式，負載裝置10可以由存留槽22處產生出氧氣O2，由電極管24處產生出氫氣H2。
而且，負載裝置10設置有可以與若干個整流器14a、14a、......的負極一一對應連接的若干個電極管24、24、......，所以可以按照與交流發電機12的規模和實驗內容相對應的方式，對所使用的整流器14a的數目實施適當選擇。采用這種形式，可以使適當的電流流經電極管24，從而可以對電解質水溶液L實施高效率地電分解作業。
而且，作為本發明的負載裝置10還在電極管24的周邊上方向處，設置有形成有與大氣隔斷的空間A1的氫氣收集部件30，所以可以將由電極管24產生出的氫氣H2，容易地收集在氫氣收集部件30的空間A1處，并且可以抑制朝向大氣的熱量排放。
因此，如果采用這種負載裝置10，可以對利用阻抗器20的消耗電力產生出的氫氣H2實施收集，從而可以對阻抗器20消耗掉的電力實施利用。換句話說就是，在先技術中的負載實驗裝置，水阻抗器是將電力變換為熱量而消耗掉，不能對這種電力實施利用，而本發明可以將水阻抗器消耗的電能變換為化學能，從而可以對其實施利用。
而且，作為本發明的負載裝置10，是將阻抗器20消耗的幾乎全部電力用來進行水的電分解的，所以電解質水溶液L的溫度僅會出現微小上升。因此，不需要使用防止溫度上升用的大量冷卻水，且能夠非常容易地實施排熱處理。
而且，可以通過氫氣儲存裝置40對由氫氣收集部件30收集到的氫氣H2實施保存。換句話說就是，可以通過溫度調整組件42a對氫氣吸收儲存器42的內部實施冷卻，并且通過這種方式，將通過送氣管36傳送至氫氣吸收儲存器42處的氫氣H2，吸收保存在氫氣吸收保存合金處。
對于準備使用這種氫氣H2的場合，可以通過溫度調整組件42a對氫氣吸收儲存器42的內部實施加溫，將吸收保存在氫氣吸收保存合金處的氫氣H2排放出來，并通過氫氣分配組件44供給至諸如車輛和燃料電池等等的氫氣供給對象物處。
如果采用這種構成形式，可以將由阻抗器20產生的氫氣H2吸收保存在氫氣吸收保存合金處，從而可以容易地實施保存且可以容易地實施排放，所以可以提高氫氣的應用靈活性。而且，氫氣吸收保存合金可以對大量氫氣實施高密度地吸收，從而可以對爆炸性比較大的氫氣實施穩定的吸收保存，且可以使其傳送容易，因而可以使其進一步實用化。
而且，與整流器14a的直流正極相連接的存留槽22具有作為陽極使用的功能，所以可以由存留槽22處產生出氧氣O2。特別是在本實施例中，所述的正極側是與側壁22b相連接的，所以通過電分解產生出的氧氣O2，幾乎均是由側壁22b處產生出的。
在這兒，作為本發明的負載裝置10還在側壁22b的內側上方向處，設置有形成有與大氣隔斷的空間A2的氧氣收集部件32，所以可以容易地對由側壁22b產生出的氧氣O2實施收集。儲存在該空間A處的氧氣O2，可以通過氧氣排取口32b排出至氧氣儲存容器(圖中未示出)處。
采用這種構成形式，負載裝置10可以容易地對由電解質水溶液L電分解產生出的氧氣O2實施收集，從而可以對氧氣O2實施利用。
(第一應用實例)圖5為表示所述的實施例的第一應用實例用的示意圖。其中，與第一實施例中相同或相等的部件由相同的參考標號表示，并且省略了對它們的詳細說明。
正如圖5所示，在設施B處設置有作為實驗對象電源的交流發電機12，以及具有蓄電池13a的UPS(Uninterruptible Power System無停電電源裝置)13。利用這種交流發電機12和UPS13，可以在諸如停電等等的電源故障時向整個設施B實施交流電的供給。
而且，負載裝置110可以為設置在設施B或設施B附近位置處的常設型(安置型)裝置，也可以為專門對設施B處的交流發電機12和UPS13實施實驗而設置的裝置。
負載裝置110處的阻抗器20通過整流裝置14與交流發電機12相連接，從而可以使整流裝置14提供的直流電流流經阻抗器20。采用這種構成形式，可以對交流發電機12進行負載實驗。
而且，阻抗器20還可以通過整流裝置14與UPS13相連接，采用這種構成形式，還可以對UPS13進行負載實驗。由UPS13給出的交流電通過整流裝置14變換成直流電，并且將該直流電供給至阻抗器20處。
如果采用這種構成形式，可以使用負載裝置110，而不使用產生交流電的交流發電機12，對UPS13和產生直流電的蓄電池13a實施負載實驗。
而且在該第一應用實例中，氫氣儲存裝置140具有設置有氫氣壓縮機142a和高壓氣體容器142b的氫氣儲存器142，以及設置有壓力控制裝置144a和充填軟管144b的分配組件144。
換句話說就是，負載裝置110可以將通過阻抗器20收集到的氫氣H2，通過氫氣壓縮機142a實施壓縮后儲存在高壓氣體容器142b處。而且，分配組件144可以通過充填軟管144b，將所儲存的氫氣H2充填至氫氣動力汽車V中。
采用這種構成形式，作為該第一應用實例的負載裝置110可以是常設型(安置型)裝置，可以使用在諸如自來水場和工廠等等的、特別是設置有大型交流發電機(實驗對象電源)12和UPS(實驗對象電源)的設施B處。
而且，負載裝置110通過阻抗器20消耗掉的電力，還可以通過對氫氣H2實施收集的方式變換為化學能，從而可以對阻抗器20消耗掉的電力實施利用。換句話說就是，在先技術中的負載裝置，水阻抗器是將電力變換為熱量而消耗掉，不能對這種電力實施利用，而本發明可以將水阻抗器消耗的電能變換為化學能，從而可以對其實施利用。
而且，如果將這種常設型的負載裝置110設置在多個設施處，還可以增加與設置數目相對應的、可以被利用的電能，從而有助于抑制大氣溫度的上升。
而且，這種負載裝置110可以將這種氫氣H2供給至氫氣動力汽車V，從而還可以降低對地球溫度上升和大氣污染的影響。換句話說就是，氫氣燃燒后幾乎不會排放出一氧化碳、碳化氫、氮氧化物等等，而僅生成出水，所以是一種非常清潔的燃料。在先技術中往往由于經濟原因導致氫氣生產困難，然而如果采用本發明，可以利用在先技術所不能利用的阻抗器的電力消耗，產生出氫氣并實施收集，所以可以價格低廉且容易地生產出氫氣。
(第二應用實例)圖6為表示所述的實施例的第二應用實例用的示意圖。其中，與所述的實施例和第一應用實例中相同或相等的部件由相同的參考標號表示，并且省略了對它們的詳細說明。
正如圖6所示，作為第二應用實例的負載裝置210，具有與交流發電機12相連接的整流裝置14，與整流裝置14相連接的阻抗器20，以及對通過阻抗器20收集到的氫氣H2實施儲存用的氫氣儲存裝置240。這種氫氣儲存裝置240可以由氫氣吸收儲存器42構成，并且設置有溫度調整組件42a和氫氣吸收保存合金42b。
而且，這種負載裝置210可以搭載在諸如卡車等等的車輛V1處，呈可移動的構成形式。
采用這種構成形式，負載裝置210呈可移動的構成形式，所以可以通過車輛V1將負載裝置210移動至所希望的設施處，從而可以在各種各樣的設施處對負載裝置210加以利用。因此，可以對在先技術中實施負載實驗期間變換為熱量而消耗掉的電力，實施利用。
而且，負載裝置210中搭載在車輛V1處的氫氣儲存裝置240，可以具有氫氣吸收保存合金42b。因此，可以在短時間里，對通過阻抗器20產生出的氫氣H2實施穩定的吸收保存，所以特別適用于移動型負載裝置。
而且，可以采用諸如TiMnVFe、TiCrV等等構成氫氣吸收保存合金42b，所以可以在常溫、常壓下實施吸收保存，進一步提高傳送時的安全性。
(第三應用實例)圖7～圖10為表示所述的實施例的第三應用實例用的示意圖。其中，與第一實施例和第一、第二應用實例中相同或相等的部件由相同的參考標號表示，并且省略了對它們的詳細說明。
正如圖7～圖10所示，在氫氣收集部件30的外側處，安裝有浸入在電解質水溶液L內的離子交換膜部件34。
離子交換膜部件34呈上方開放的正方體形狀，并且包繞著配置在氫氣收集部件30的下側方向處的電極管24。而且，這種離子交換膜部件34的上端部34a還如圖10所示，通過螺栓/螺母BN固定在朝向氫氣收集部件30的電解質水溶液L延伸的側面部30b處。
離子交換膜部件34的上端部34a由電解質水溶液L處突出，曝露在大氣中。
離子交換膜部件34可以選擇陽離子或陰離子透過型部件，在這兒采用的是使由電極管24產生出的氫氣H2構成的氫離子不能透過的陰離子交換膜。
而且，如圖7～圖10所示的電極管24，可以由具有導電性的、諸如不銹鋼等等的材料構成，且呈兩端部開放的中空管形狀。該電極管24浸入在電解質水溶液L中的中間部至下端部處的部分，呈具有若干孔29的網目形狀(可以參見圖10)。
氧氣收集部件32可以如圖10所示，具有蓋覆在電解質水溶液L的上方向處的上壁部32c，以及由上壁部32c朝向下側方向延伸的浸入部32d。
上壁部32c架設在存留槽22的側壁22b與氫氣收集部件30之間，在側壁22b的附近位置處還設置有氧氣排取口32b。而且，該上壁部32c可以由與氫氣收集部件30具有相同性質的絕緣材料形成。
浸入部32d配置在氧氣排取口32b與氫氣收集部件30之間，并通過螺栓/螺母BN固定在上壁部32c處。該浸入部32d可以由具有導電性的、諸如不銹鋼等等的材料構成，且呈中空管形狀。而且，其下側端32a浸入在電解質水溶液L內，該浸入部32d浸入在電解質水溶液L的部分，呈具有若干孔32e的網目形狀。
而且雖然在圖中未示出，浸入部32d還可以與存留槽22的側壁22b間電氣連接，與存留槽22同極，即按照具有陽極(正極)功能的方式構成。
采用這種構成形式，在氫氣收集部件30的外側處設置有圍繞著電極管24的離子交換膜部件34，所以由通過電極管24產生出的氫氣H2構成的氫離子，不能穿透過離子交換膜部件34。在另一方面，由存留槽22的側壁22b和氧氣收集部件32的浸入部32d處產生出的氧氣構成的氧離子，也不能穿透過該離子交換膜部件34。
因此，由電分解的水產生出的氧氣和氫氣，可以通過該離子交換膜部件34實施分離，防止出現混合，從而可以收集到具有更高純度的氫氣和氧氣。
而且，電極管24浸入在電解質水溶液L內的部分，形成為具有若干孔29的中空網目筒狀，所以可以增大電極管24的表面面積。采用這種構成形式，可以促進水的電分解，從而可以獲得更多的氫氣。
而且，氧氣收集部件32具有蓋覆著電解質水溶液L上側方向的上壁部32c，以及由該上壁部32c朝向下側方向延伸的、浸入在電解質水溶液L處的浸入部32d，而且與存留槽22同極，即具有作為正極使用的功能，所以氧氣收集部件32不僅可以對氧氣實施收集，而且還可以通過作為正極使用的功能，促進水的電分解。因此，可以產生出更多的氧氣并實施收集。
而且，浸入部32d浸入在電解質水溶液L處的部分，形成為具有若干孔32e的中空網目筒狀，所以可以增大浸入部32d的表面面積，進一步促進水的電分解，獲得更多的氫氣。
以上所述僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，如果舉例來說，所述的實施例中的電極部件是由電極管24構成的，其形狀并不一定需要呈管形，還可以呈所需要的其它形狀；另外，存留槽和電極部件還可以由白金構成。采用這種構成形式，可以提高存留槽和電極部件的耐久性；而且，諸如水溫計和液位計等等也不是必須設置的。如果舉例來說，本發明的負載裝置由于是利用阻抗器的消耗電力實施水的電分解的，所以發熱量比較少，因此也可以僅通過冷卻裝置的適當運行，防止電解質水溶液的溫度上升。但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種負載裝置，為具有與實驗對象電源相連接的整流器和與前述的整流器相連接的阻抗器，且用于對前述的實驗對象電源實施負載實驗用的負載裝置，其特征在于前述的阻抗器具有存留電解質水溶液的存留槽和浸入在前述的電解質水溶液內的電極部件；來自前述的整流器的直流的正極與前述的存留槽相連接，且前述的直流的負極與前述的電極部件相連接；在該電極部件的周邊上方向處，還設置有形成有與大氣隔斷的第一空間的氫氣收集部件。
2.根據權利要求1所述的負載裝置，其特征在于其具備有多數個前述的整流器，且具備有對應前述的多數個整流器的多數個前述的電極部件。
3.根據權利要求1所述的負載裝置，其特征在于其進一步還具有氫氣儲存組件，用以儲存前述的氫氣收集部件收集到的氫氣。
4.根據權利要求2所述的負載裝置，其特征在于其進一步還具有氫氣儲存組件，用以儲存前述的氫氣收集部件收集到的氫氣。
5.根據權利要求3所述的負載裝置，其特征在于其中所述的氫氣儲存組件具有氫氣吸收保存合金。
6.根據權利要求1所述的負載裝置，其特征在于其中所述的氫氣收集部件的外側處，還進一步設置有包繞著前述的電極部件的離子交換膜部件。
7.根據權利要求1所述的負載裝置，其特征在于其中所述的電極部件浸入在前述的電解質水溶液內的部分，形成為呈中空網目筒狀的形狀。
8.根據權利要求1所述的負載裝置，其特征在于其中所述的正極與前述的存留槽的側壁相連接，而且在前述的側壁的內側上方處，還進一步設置有形成有與大氣隔斷的第二空間的氧氣收集部件。
9.根據權利要求8所述的負載裝置，其特征在于其中所述的氧氣收集部件為具有蓋覆著前述的電解質水溶液的上側方向的上壁部，和由該上壁部朝向下側方向延伸的、且浸入在前述的電解質水溶液內的浸入部的正極。
10.根據權利要求9所述的負載裝置，其特征在于其中所述的氧氣收集部件與前述的存留槽同極，前述的上壁部由與前述的氫氣收集部件相同的材料形成，而且前述的浸入部浸入在前述的電解質水溶液內的部分，形成為呈中空網目筒狀的形狀。
全文摘要
本發明是關于一種能夠對負載實驗中由阻抗器消耗掉的電力實施利用、同時可以抑制與排熱處理相關的負擔的負載裝置。負載裝置10中的阻抗器20可以具有對電解質水溶液L實施存留的存留槽22，以及浸入在電解質水溶液L內的電極部件24。整流器14a的直流正極與存留槽22相連接，負極與電極部件24相連接。而且，在電極部件24的周邊上方向處，還設置有形成有與大氣隔斷的第一空間A1的氫氣收集部件30。對氫氣實施儲存用的氫氣儲存組件40具有氫氣吸收保存合金42b。在存留槽22的側壁內側上方向處，還設置有形成有與大氣隔斷的第二空間A2的氧氣收集部件。
文檔編號C25B9/04GK1629649SQ20041008684
公開日2005年6月22日 申請日期2004年10月28日 優先權日2003年10月29日
發明者近藤豊嗣 申請人:株式會社辰巳菱機