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課題

地球温暖化対処するCO2、NOXの排出削減策のエンジン電気駆動の移動体に勝る構成を提供する。

解決手段

水素酸素を燃燃するエンジン燃焼装置で、燃焼装置で生成された熱と水蒸気を該エンジン燃焼装置内に設けた水素生成手段ZUに導入し電気炭化水素化合物か酸素か水蒸気の熱かの何れかを導入し該水素生成手段にて水素(又は一酸化炭素又は二酸化炭素)を取り出す。水素は燃料として使用し二酸化炭素(又は一酸化炭素)は該エンジン外で資源とする二酸化炭素資源化手段にて資源化する。更に回転力取り出し手段3と下流の電気・水素生成手段4にて電気及び水素を生成し該水素は該エンジンの燃料とし、電気は該エンジン搭載機器動力とし、余剰となった電気を電気授受システムEaSTにて売電するか自家用として使用する電気とするかにしており、上記生成した水素量に相当する規模のエンジンを更に稼働させる。

概要

背景

富化酸素水素燃焼出来るエンジンの燃焼工程の燃焼室部の構成についてPCT/JP2016/079312にて提案いたしており上記エンジンの燃焼室部には富化酸素と水素の燃焼による直射熱を受ける耐熱構造部を設けて燃焼室部内外壁間に水の通水路を設け該燃焼室部内壁に上記耐熱構造部と燃焼室部内に水を噴射する噴射ノズルを設けて該ノズルから水を噴射して該燃焼室内の冷却手段とするとともに水蒸気生成手段として該水蒸気生成手段の水蒸気と燃焼による水蒸気の排気ガスとを回転力取り出し工程を貫流させて回転力として取り出し、取り出した該回転力を動力若しくは電気としており、該取り出し工程を貫流したガス燃料に生成する燃料生成工程に導入しており該燃料生成工程に合成ガス改質器気体分離膜による分離器気体改質分離器を設けて燃料の水素を生成して燃料を自給し、かつCO2、NOXを排出しないエンジンシステムの技術がある。

概要

地球温暖化対処するCO2、NOXの排出削減策のエンジンと電気駆動の移動体に勝る構成を提供する。水素と酸素を燃燃するエンジン燃焼装置で、燃焼装置で生成された熱と水蒸気を該エンジン燃焼装置内に設けた水素生成手段ZUに導入し電気か炭化水素化合物か酸素か水蒸気の熱かの何れかを導入し該水素生成手段にて水素(又は一酸化炭素又は二酸化炭素)を取り出す。水素は燃料として使用し二酸化炭素(又は一酸化炭素)は該エンジン外で資源とする二酸化炭素資源化手段にて資源化する。更に回転力取り出し手段3と下流の電気・水素生成手段4にて電気及び水素を生成し該水素は該エンジンの燃料とし、電気は該エンジン搭載機器の動力とし、余剰となった電気を電気授受システムEaSTにて売電するか自家用として使用する電気とするかにしており、上記生成した水素量に相当する規模のエンジンを更に稼働させる。

目的

第一の発明は
酸素(分離装置1により分離された)と水素を燃焼させた熱で水を水蒸気にしており、該水蒸気を反応(例えば電気分解水蒸気改質部分酸化反応等)させて水素を生成する構成を設けたエンジン燃焼装置Zであって、(図1、2、3,10)、該燃焼装置Zの(蓄ガスタンクT1及び蓄ガスタンクT2から)燃焼ノズル2Nに酸素及び水素を供給し点火栓2Pにより点火し燃焼室NE内で燃焼しており、該燃焼室に設けておる燃焼による直射熱を受ける耐熱構造部SCと(耐熱構造部SCは直射熱を受け易い形状(例えば略円筒状)にしており)、
該耐熱構造部に設けておる(水タンクより水を供給し供給された)水を耐熱構造部SCを通過する間に上記燃焼による直射熱を受けて水を水蒸気にする通水路MHa,と、
該通水路MHa内で水蒸気Aを生成する水蒸気A生成手段と,
上記耐熱構造部の外殻体(外側)に設けておる水素生成手段ZUと、(例えばZUが電気分解装置であれはF1,F2,図1、であり、水蒸気改質であればKa、図2、であり、部分酸化反応OSであれば図10)
該水素生成手段ZUに上記水蒸気Aを供給する供給ノズルZjと
該供給ノズルZjから該水素生成手段ZUに供給しており該水素生成手段ZUにて水蒸気を反応(例えば電気分解・水蒸気改質・部分酸化反応等)させる副材料SBを供給する副材料(例えば熱・電気・酸素・炭化水素化合物等)SB供給手段と、
該水素生成手段ZUに供給された水蒸気Aと上記供給された副材料(熱・電気・酸素・炭化水素化合物等)SBの何れか一以上を使用して水素若しくは水素を含む混合ガスを生成する水素若しくは水素を含む混合ガス生成手段と、
該混合ガスから水素を分離する分離装置と、
該分離装置に水素若しくは水素を含む混合ガスを導入して水素を取り出しており、得られた水素を上記エンジン燃焼装置Zの燃料の水素としており、
上記通水路MHaで生成した水蒸気Aを燃焼室NEに供給する供給ノズルZjと該供給ノズルZjから供給された水蒸気Aは燃焼室NE内の熱を吸熱してさらに高熱に成った水蒸気Aaと
該水蒸気Aaは上記燃焼で生成される水蒸気Bと水素生成手段ZUで分解(改質)されなかった未分解水蒸気(STn及び未分解水蒸気STm)とともに下流に排気として排出される排気流5と、
を備えておる水素を燃焼し水素を生成するエンジン燃焼装置Zを特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

酸素水素燃焼させた熱で水を水蒸気にしており、該水蒸気を反応させて水素を生成する構成を設けたエンジン燃焼装置Zであって、該燃焼装置Zの燃焼ノズル2Nに酸素及び水素を供給し点火栓2Pにより点火燃焼室NE内で燃焼しており、該燃焼室に設けておる燃焼による直射熱を受ける耐熱構造部SCと、該耐熱構造部に設けておる水を耐熱構造部SCを通過する間に上記燃焼による直射熱を受けて水を水蒸気にする通水路MHaと、該通水路MHa内で水蒸気Aを生成する水蒸気A生成手段と,上記耐熱構造部の外殻体に設けておる水素生成手段ZUと、該水素生成手段ZUに上記水蒸気Aを供給する供給ノズルZjと該供給ノズルZjから該水素生成手段ZUに供給しており該水素生成手段ZUにて水蒸気を反応させる副材料SBを供給する副材料SB供給手段と、該水素生成手段ZUに供給された水蒸気Aと上記供給された副材料SBの内の何れか一以上を使用して水素若しくは水素を含む混合ガスを生成する水素若しくは水素を含む混合ガス生成手段と、該混合ガスから水素を分離する分離装置と、該分離装置に水素若しくは水素を含む混合ガスを導入して水素を取り出しており、得られた水素を上記エンジン燃焼装置Zの燃料の水素としており、上記通水路MHaで生成した水蒸気Aを燃焼室NEに供給する供給ノズルZjと該供給ノズルZjから供給された水蒸気Aは燃焼室NE内の熱を吸熱してさらに高熱に成った水蒸気Aaと該水蒸気Aaは上記燃焼で生成される水蒸気Bと水素生成手段ZUで分解(改質)されなかった未分解水蒸気とともに下流に排気として排出される排気流5と、を備えておる水素を燃焼し水素を生成するエンジン燃焼装置Zを特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン

請求項2

上記エンジン燃焼装置Zの下流に設けておる回転力取り出し装置3に該燃焼装置Zからの排気流5を貫流させ該回転力取り出し装置3を貫流した排気流5aを上記耐熱構造部SC内に設けておる通水路MHaに戻し入れる手段を設けて上記通水路MHaに排気流5aを戻し入れておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。

請求項3

上記回転力取り出し装置3の回転翼体3aであって、排気流5の略直線的な排気流力を回転力に変換する回転翼体と該回転翼体3aの回転力を取り出す一方の回転軸3cと、該回転軸3cの他方の回転軸3c1と、上記回転力取り出し装置3の外殻体3dと、上記他方の回転軸3c1端部から回転軸3c1内と回転翼体3a内を通り回転翼体3a外に通じる通水路3MHとを備えており、上記通水路3MHに水を導入し該通水路を通過する過程で該水が回転翼体3aの熱を吸熱し水蒸気Cとなり回転力取り出し装置3貫流後の排気流5aとして下流に排出される構造で、回転翼体3aの冷却手段を有する回転力取り出し装置3とした事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。

請求項4

エンジン燃焼装置2、2a、2ar、Z、の何れかを搭載するエンジンの回転力取り出し装置3を貫流した排気流5a、を導入して電気&水素を生成する電気&水素生成手段4であって、該手段に導入されておる排気流5aの持つ熱と水蒸気及び回転力取り出し装置3で取り出した電気Ea及び海水の内の1以上を材料として、水蒸気電気分解装置F1か水蒸気電気分解装置FS1か金属酸化物金属水酸化物触媒と水蒸気で水素を採取する装置SYか水蒸気改質装置Ka1か水熱化学分解F2か熱電エネルギー変換装置DEか、熱交換器Gか燃料電池発電機FD1か海水真水化装置Waかの技術のいずれか1種以上の装置を用いるか組み合わせて、電気か水素の一方か両方を生成し、上記生成した水素の量により上記エンジン燃焼装置2,2a,2arを有するエンジンを複数台稼働させて稼働した複数台のエンジンから電気を更に生成する事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。

請求項5

上記水素生成手段ZUを有すエンジンを稼働させ該水素生成手段ZUで生成した水素を当該エンジンと水素生成手段ZUを有さないエンジン燃焼装置2及び2a及び2arかの何れかの燃焼装置を複数台稼働させる水素とし、水素生成手段ZUを有すエンジン1台と水素生成手段ZUを有さないエンジン複数台稼働させ稼働させたエンジン全部で電気又は動力の何れか一方か両方かを生成しておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。

請求項6

上記エンジンで生成した電気を蓄電器40に蓄電し移動体の移動電力として使用し、余剰となった電気か移動体非移動時の該エンジン稼働により生成する電気かのいずれかの電気の受け渡し形態を電気授受システムEaSTとしておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。

請求項7

上記エンジン燃焼装置Zを備えるエンジンを稼働させ水素を生成し、該エンジンで生成された水素を燃料として使用するエンジン燃焼装置2,2a,2ar、のいずれか1以上に供給し、酸素分離装置1で分離した酸素と上記水素を燃焼させ、燃焼により得られた水蒸気と熱と電気の何れか1以上を廃プラスチック資源化手段のエネルギー及び水蒸気とし該廃プラスチック資源化手段へ供給し、廃プラスチック資源化コストの低減を図っておることを特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。

技術分野

0001

水素酸素燃焼させるエンジンの技術分野である。

背景技術

0002

富化酸素と水素を燃焼出来るエンジンの燃焼工程の燃焼室部の構成についてPCT/JP2016/079312にて提案いたしており上記エンジンの燃焼室部には富化酸素と水素の燃焼による直射熱を受ける耐熱構造部を設けて燃焼室部内外壁間に水の通水路を設け該燃焼室部内壁に上記耐熱構造部と燃焼室部内に水を噴射する噴射ノズルを設けて該ノズルから水を噴射して該燃焼室内の冷却手段とするとともに水蒸気生成手段として該水蒸気生成手段の水蒸気と燃焼による水蒸気の排気ガスとを回転力取り出し工程を貫流させて回転力として取り出し、取り出した該回転力を動力若しくは電気としており、該取り出し工程を貫流したガス燃料に生成する燃料生成工程に導入しており該燃料生成工程に合成ガス改質器気体分離膜による分離器気体改質分離器を設けて燃料の水素を生成して燃料を自給し、かつCO2、NOXを排出しないエンジンシステムの技術がある。

0003

特許第5967682富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。炭素か、水素を含む、炭化水素系燃料を富化酸素空気で燃焼させるエンジンの構成で該エンジンの燃焼室部(燃焼装置2)を酸素と水素の燃焼熱に耐えられる手段を設け該手段の耐熱構造部に水を噴射する噴射ノズルを設けて耐熱構造部に水を噴射して水を水蒸気にしており、水蒸気生成時の吸熱により酸素と水素の燃焼を可能にしており、該燃焼室部からの排気ガス流路中に水蒸気改質か、水生ガスシフトか、ドライリフォーミングかの改質路を設けて該改質路にて生成した水素を水素燃料電池に供給して電気を生成しており、更に燃焼ガス生成ガスとの両方でタービン翼を回転してその回転力を運搬機器駆動力とするか発電機の発電動力とするかにしておる技術。 *本願は上記エンジンの燃焼室構成の通水路を上記耐熱構造部内に設け該通水路を水が通過する過程で該耐熱構造部の熱を吸熱し水蒸気を生成しており、上記耐熱構造部の外側に水蒸気改質装置Kaか水蒸気電気分解装置F1か部分酸化反応装置BOかの何れかを設け上記耐熱構造部で生成した水蒸気を水蒸気改質装置Kaか水蒸気電気分解装置F1か部分酸化反応装置BOかの何れかに導入し水素を生成し生成した水素を該エンジンの燃料としておる点が異なる技術。

0004

特開2012−52162水素および酸素の製造・使用方法製鉄所製鉄プロセス)で副次的に発生する低品位の水蒸気を用いて、クリーンな水素および酸素を安価に製造して使用することができる水素および酸素の製造・使用方法であって、上記低品位の水蒸気を加熱して高温の水蒸気とする水蒸気加熱装置Aと、前記水蒸気加熱装置で得られた高温の水蒸気を電気分解により水素と酸素に分解する水蒸気電気分解装置Bと、前記水蒸気電気分解装置で得られた水素および酸素から顕熱回収する顕熱回収装置C1と、前記水蒸気電気分解装置で得られた水素および酸素と前記顕熱回収装置で回収した顕熱を製鉄プロセスで利用する利用装置E1とを備えていることを特徴とする水素および酸素の製造・利用方法。*該文献技術の製鉄プロセスで副次的に発生する低品位の水蒸気を加熱して高温の水蒸気とする水蒸気加熱装置Aを設けておるのに対して本願はエンジン燃焼装置2〜2cでの水素と酸素の燃焼による直接燃焼熱及び間接熱により高温水蒸気を生成しておる点が大きな相違点であるが、該文献の水蒸気電気分解装置及び熱電エネルギー変換装置の技術部分は本願に採用しておる。

0005

特願2008−155195水素発生法、水素発生装置及び触媒金属酸化物(例えばCr2O3)と金属水酸化物(例えばKOH)を金属酸化物の融点以上、沸点以下の温度に加熱して固化せしめた触媒を触媒収納室21内に設置し、この収納室21に蒸発室内蒸発した750℃前後の水蒸気を供給して、中間活性物質を伴う3つの反応を行い水から水素を採集する。 該発明によれば、水の分子を直接取出すのではなく、金属水酸化物の水酸基の水素を取出すようにしたので、700℃前後の水蒸気で反応をさせることができ、水の電気分解に比較して少ないエネルギーで水素を取出すことが出来る。 また、3つの反応が組み合わされて触媒自体は減少することなく、見掛け上は水を水素と酸素に分解するようにしているので、触媒自体の減少はない。 また、更に該発明の実施に必要な触媒の材料は、金属酸化物として酸化クロム酸化チタン等、金属水酸化物として水酸化カリウム水酸化カルシウム等、化学材料としては手に入れ易く、しかも安価である、とした技術である。*本願の燃焼装置2〜2C(燃焼装置2,2a,2ar,2b,2c,2d)の排気流5又は回転力取り出し装置3を貫流後の排気流5aの何れかの水蒸気を該発明の金属酸化物と金属水酸化物の触媒と水蒸気で水素を採集する装置SYの水蒸気とし本願に採用できる技術である。

0006

特開2015−189721天然ガス処理物の製造方法及び処理天然ガス処理プラント。天然ガスから天然ガス処理物を製造する天然ガス処理物の製造方法であって、水を電気分解して酸素及び水素を生成し、生成した酸素を前記天然ガスと反応させて一酸化炭素及び水素を含有する合成ガスを生成し、生成した前記合成ガスを反応させて天然ガス処理物を得る技術。更に二酸化炭素に水素を反応させメタノールを製造する技術、反応式CO2+3H2→CH3OH+H2O更に二酸化炭素に水素を反応させメタンを製造する技術。 反応式 CO2+4H2→CH4+2H2O更に千代田化工建設(企業名)では二酸化炭素CO2とメタンCH4を貴金属系触媒を使用した改質で2CO+2H2の合成ガスを生成しておる技術。更に一酸化炭素COと水素を反応させてジメチルエーテルを製造する技術。 2CO+4H2→CH3OCH3+H2O*本願の二酸化炭素資源化手段CHの一つとして採用出来る技術。

先行技術

0007

英科学誌Nature Communication(ネイチャーコミュニケーションズ)平成25.8.29掲載。「ありふれ物質の表面で二酸化炭素を室温で分解」。東京工業大学細野秀雄教授、戸田喜特任教授らのグループは、石灰(CaO)とアルミナAl2O3から構成される化合物12CaO 7Aⅼ2O3(以下C12A7)の構造の中に、電子を取り込んだC12A7エレクトライドが二酸化炭素の分子を室温で選択的に吸着し、分解する事を見出しました。この特性は電子を外部に極めて与えやすい性質を持ちながらしかも化学的に安定と言う、一般的には相容れない性質を合わせ持つC12A7エレクトライドのユニークな物性に起因するものである。*該技術は本願の二酸化炭素資源化手段CHの1技術とする事が出来る。

発明が解決しようとする課題

0008

1、上記背景技術に記載の特許文献PCT/JP2016/079312に記載の燃焼装置2に設けた耐熱伝導体SCを熱の伝熱体として活用し上記エンジン燃焼装置内で水蒸気改質や電気分解が出来る(一体型)構造を発明すること。(燃料の水素を自給自足、若しくは燃料費用に相当する対価が得られる構成のエンジン燃焼装置又は電気・水素生成手段を)発明。
2、上記1に記載しておる技術の水素を製造する燃料生成工程4での水蒸気改質を繰り返すと二酸化炭素が増えるがこの二酸化炭素を処理するシステム構築すること。
3、上記エンジンの稼働に於ける生成物燃料費を賄う手段を見つける、更には上記エンジンを移動形態に搭載したケースでは当該エンジンの償却費を賄う手段を見つけ電気駆動の移動体に勝る構成にする。
4.上記生成する二酸化炭素CO2を外部設備定置形設備に設置した場合は該設備内であっても良い)にて資源として活用する二酸化炭素資源化する方法を見つける。
5、エンジン燃焼装置Zで水素を生成し該水素でエンジン燃焼装置2,2a、2arで生成した熱、水蒸気、排気流力をエネルギー源として、廃プラスチックを資源化する構成を見つける。

課題を解決するための手段

0009

第一の発明は
酸素(分離装置1により分離された)と水素を燃焼させた熱で水を水蒸気にしており、該水蒸気を反応(例えば電気分解・水蒸気改質・部分酸化反応等)させて水素を生成する構成を設けたエンジン燃焼装置Zであって、(図1、2、3,10)、該燃焼装置Zの(蓄ガスタンクT1及び蓄ガスタンクT2から)燃焼ノズル2Nに酸素及び水素を供給し点火栓2Pにより点火し燃焼室NE内で燃焼しており、該燃焼室に設けておる燃焼による直射熱を受ける耐熱構造部SCと(耐熱構造部SCは直射熱を受け易い形状(例えば略円筒状)にしており)、
該耐熱構造部に設けておる(水タンクより水を供給し供給された)水を耐熱構造部SCを通過する間に上記燃焼による直射熱を受けて水を水蒸気にする通水路MHa,と、
該通水路MHa内で水蒸気Aを生成する水蒸気A生成手段と,
上記耐熱構造部の外殻体(外側)に設けておる水素生成手段ZUと、(例えばZUが電気分解装置であれはF1,F2,図1、であり、水蒸気改質であればKa、図2、であり、部分酸化反応OSであれば図10
該水素生成手段ZUに上記水蒸気Aを供給する供給ノズルZjと
該供給ノズルZjから該水素生成手段ZUに供給しており該水素生成手段ZUにて水蒸気を反応(例えば電気分解・水蒸気改質・部分酸化反応等)させる副材料SBを供給する副材料(例えば熱・電気・酸素・炭化水素化合物等)SB供給手段と、
該水素生成手段ZUに供給された水蒸気Aと上記供給された副材料(熱・電気・酸素・炭化水素化合物等)SBの何れか一以上を使用して水素若しくは水素を含む混合ガスを生成する水素若しくは水素を含む混合ガス生成手段と、
該混合ガスから水素を分離する分離装置と、
該分離装置に水素若しくは水素を含む混合ガスを導入して水素を取り出しており、得られた水素を上記エンジン燃焼装置Zの燃料の水素としており、
上記通水路MHaで生成した水蒸気Aを燃焼室NEに供給する供給ノズルZjと該供給ノズルZjから供給された水蒸気Aは燃焼室NE内の熱を吸熱してさらに高熱に成った水蒸気Aaと
該水蒸気Aaは上記燃焼で生成される水蒸気Bと水素生成手段ZUで分解(改質)されなかった未分解水蒸気(STn及び未分解水蒸気STm)とともに下流に排気として排出される排気流5と、
を備えておる水素を燃焼し水素を生成するエンジン燃焼装置Zを特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンを提供する。
*上記エンジンの燃焼室NE内に設けておる燃料の燃焼火炎2Fの直射熱を受ける吸熱構造手段SCを耐熱吸熱構造材(例えば熱伝導率及び耐熱温度が高いアルミナAl2O3系合金が好ましい)にして設け、上記吸熱構造手段SC内に水を水蒸気にする通水路MHaを設け水が該通水路を通過する間に水を水蒸気Aとし該水蒸気Aを上記水素生成手段ZUと該エンジン燃焼室NEに噴射してエンジン燃焼室の冷却手段と水蒸気生成手段(装置)に水蒸気を供給する手段としたことが酸素と水素を燃焼を可能にし、更に該燃焼装置Z内で水素を生成出来るエンジンを考案出来た新規技術である。
*(富化)酸素と水素の燃焼では燃焼炎中心温度は2800℃程度で空気(中の酸素)と水素の燃焼では燃焼炎の中心温度は1900℃程度で(富化)酸素の使用により47%程度燃焼炎の中心温度が上がる、(富化)酸素を使用したエンジンと、空気(の酸素)を使用したエンジンとでは上記水蒸気改質器に使用するか水の電気分解に使用するか部分酸化反応BOに使用するかの何れかの水蒸気の製造を計算上47%多く出来る(酸素密度の差であり、本願ではこれを酸素エネルギーと呼ぶ)。
*エンジン燃焼装置Zの水素生成手段ZUが水蒸気改質及び部分酸化反応の場合水蒸気改質CH4+H2O→CO+3H2と(部分酸化反応CH4+O→CO+2H2)シフト反応部を設けておるCO+H2O→CO2+H2構成であるが、上記シフト反応部を設けない構成にして二酸化炭素に替えて一酸化炭素を生成する構成でもよい。
第二の発明は
上記エンジン燃焼装置Zの下流に設けておる回転力取り出し装置3に該燃焼装置Zからの排気流5を貫流させ該回転力取り出し装置3を貫流した排気流5aを上記耐熱構造部SC内に設けておる通水路MHaに(全部または半分以上)戻し入れる手段(例えば戻し入れ管路)を設けて上記通水路MHaに排気流5aを戻し入れておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンを提供する。
*エンジン燃焼装置Zの水素生成手段ZUが水蒸気改質の場合供給する水蒸気の供給量炭素析出対応により理論値の2〜5倍供給(H2O/CH4(モル比)2〜5程度の水蒸気過剰化で供給)しており、余剰に供給した水蒸気は未改質水蒸気STmとなり排気に合流して排気流5から回転力取り出し装置3を貫流して排気流5aとなり下流に排出されており、該排気流5aを上記耐熱構造部の通水路MHaに戻し入れる手段(例えば戻し入れ管路、図面なし)を設け該排気流5aを水素生成手段の水蒸気Aに再生する再生手段である。
*エンジン燃焼装置Zの水素生成手段ZUが電気分解装置F1、F2の場合水蒸気の電気分解率は例えば水蒸気を固体電解質セルを通過させ分解する装置での分解率を50〜60%とした場合排出される未分解水蒸気を戻し入れ再加熱し再度電気分解装置F1、F2に投入する事で分解率を上げる構成とする(電気分解能力UP=セル設置数を増やす)ことが出来る。
第三の発明は
上記回転力取り出し装置3の回転翼体3aであって、(図8
排気流5の略直線的な排気流力を回転力に変換する回転翼体と
該回転翼体3aの回転力を取り出す一方の回転軸3cと、
該回転軸3cの他方の回転軸3c1と、
上記回転力取り出し装置3の外殻体3dと、
上記他方の回転軸3c1端部から回転軸3c1内と回転翼体3a内を通り回転翼体3a外に通じる通水路3MHとを備えており、
上記通水路3MHに水を導入し該通水路を通過する過程で該水が回転翼体3aの熱を吸熱し水蒸気Cとなり回転力取り出し装置3貫流後の排気流5a(と合流)として下流に排出される構造で、回転翼体3aの冷却手段を有する回転力取り出し装置3とした事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンを提供する。
第四の発明は
エンジン燃焼装置2、2a、2ar、Z、の何れかを搭載するエンジンの回転力取り出し装置3を貫流した排気流5a、を導入して電気&水素を生成する電気&水素生成手段4であって、
該手段に導入されておる排気流5aの持つ熱(例えば上記エンジンの設定次第ではあるが概略1000℃程度)と水蒸気(水蒸気A,水蒸気Aa,水蒸気B,水蒸気C,未分解水蒸気STn若しくは未改質水蒸気STmの内何れか1以上)及び回転力取り出し装置3で取り出した電気Ea及び海水(例えば船舶での水蒸気化に使用の水)の内の1以上を材料として、
(例えば、)水蒸気電気分解装置F1か水蒸気電気分解装置FS1か金属酸化物と金属水酸化物の触媒と水蒸気で水素を採取する装置SYか水蒸気改質装置Ka1か水熱化学分解F2か熱電エネルギー変換装置DEか、熱交換器Gか燃料電池発電機FD1か海水真水化(淡水化)装置Waかの技術のいずれか1種以上の装置を用いるか組み合わせて、電気か水素の一方か両方を生成(製造)し、上記生成した水素の量により上記エンジン燃焼装置2,2a,2arを有するエンジンを複数台稼働させて稼働した複数台のエンジンから電気を更に生成する事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンを提供する。
*上記電気&水素生成手段4に記載のいずれかの装置の単独稼動かあるいは組み合わせ稼働かについては複数の形態が想到でき該装置と機器との構成に矛盾がない(理論上成立する構成は)自在に出来る(例えば燃料電池発電機FD1で発電し該電気を水蒸気電気分解装置F1の電気とする構成での組み合わせ)。
第五の発明は
上記水素生成手段ZUを有すエンジンを稼働させ該水素生成手段ZUで生成した水素を当該エンジンと水素生成手段ZUを有さないエンジン燃焼装置2及び2a及び2arかの何れかの燃焼装置を複数台稼働させ水素生成手段ZUを有すエンジン1台と水素生成手段ZUを有さないエンジン複数台で電気又は動力の何れか一方か両方かを生成しておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンを提供する。
*上記エンジン燃焼装置Zで生成する(水蒸気改質Kaの場合)水素3H2+H2-α(αは該水蒸気改質Kaでの未改質分の水素であって下流の電気・水素生成手段4から該αに相当する水素を補填したもの)で上記エンジン燃焼装置2b1台と水蒸気改質Kaを持たない(上記2bと同じ量の水素を消費する規模の燃焼装置)エンジン燃焼装置2又はエンジン燃焼装置2a又はエンジン燃焼装置2arの3種の内の何れか一種以上で構成した複数台(例えば3台)を稼働させ合計(例えば4台)分の(上記エンジン燃焼装置Zは(水蒸気改質の場合)水蒸気改質Kaに用いた水蒸気分程の排気流5の流力は少ないが上記水蒸気改質Kaを持たないエンジン燃焼装置2又はエンジン燃焼装置2a又はエンジン燃焼装置2arは該装置からの排気流5の流力は概100%であり3台+1台(水蒸気改質Kaに用いた水蒸気分程マイナスにした))の排気流5力を排出する構成にして下流の回転力取り出し手段3で上記エンジンの動力及び電気を製造し、該回転力取り出し手段3を貫流し排出される排気流5aを導入して電気及び水素を生成する電気・水素生成手段4で更に電気・水素を製造しておることを特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。
*上記燃焼装置2は(図4,5,6)参照、上記エンジン燃焼装置2b,2cから電気分解装置F1、及び水蒸気改質部Kaをそれぞれ除いた構成でかつ耐熱構造部SC(通水路MHaは設けていない)を設けたものが上記燃焼装置2で上記耐熱構造部SCを設けないで該耐熱構造部SCに替えて水を直接燃焼室内壁2Uに噴射する噴射ノズルMjを設けた構成が上記燃焼装置2aであり該燃焼室NEに上記エンジンの電気・水素生成手段4(燃料生成部4)で未改質となった水蒸気を上記燃焼室NEに戻し上記未改質水蒸気を再加熱する水蒸気再加熱手段WRを設けた構成が上記エンジン燃焼装置2arである。
第六の発明は
上記エンジンで生成した電気を蓄電器40に蓄電し移動体の移動電力として使用し、余剰となった蓄電しておる電気か移動体非移動時の該エンジン稼働により生成する電気かのいずれかの電気の受け渡し形態を電気授受システムEaSTとしておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンを提供する。*電気授受システムEaSTは、
1、 該移動体で生成し移動体内で蓄電器に蓄電した電気を、
1a,,電気授受ステーションに引き取らせる手段を設けて該電気を引き取らせる(売電する)。
1b, 電気授受ステーション及び移動体の駐機場に於ける蓄電器交換システム(複数の蓄電器を1単位としてセットされているのを1単位のセットごと交換して電気の補充時間を短縮)を導入して移動体内で生成し充電した蓄電器と充電量が下限設定値(近く)に成っておる蓄電器と交換するシステム。
2、 移動体の駐機場に於いて該移動体駐機中にエンジンを稼働させ、該移動体で生成した電気を直接ケーブル等で接続し売電する手段。(太陽光発電で発電した電気を電力会社に売電するのと同じ形態)
以上を電気授受システムEaSTの代表事例としたものである。
*上記エンジン燃焼装置2,2a,2ar,Z(2b,2c、2d)を備えたエンジンを移動体に搭載した該エンジン搭載機器(航空機・船舶・鉄道自動車等々)の駐機場(駐車場桟橋マリーナ等の係船場・飛行場隊の基地等々)に一酸化炭素CO又は二酸炭素CO2をガスステーション又は移動式ガスステーションを設けて該ステーションに引き取らせ水と炭化水素化合物(例えばメタンCH4)の供給を受ける形態にするか該エンジンにより生成される電気を引き取らせる設備(電気授受ステーション)を設けて電気を引き取らせるものである。
すなわち上記移動体移動時は該移動体を稼働して燃料の水素(及び酸素)を生成し移動体のエネルギーとして消費し、かつ、余剰となった一酸化炭素CO又は二酸化炭素CO2をガスステーション又は移動式ガスステーションに買い取らせ水と炭化水素化合物(例えばメタンCH4)の供給を受ける形態にするか、該エンジンにより生成される電気を移動体の動力として消費しかつ、消費量を超えて生成し余剰となった電気を電気授受システムEaSTにて引き取らせる(外部社会電力エネルギー供給インフラへの電力供給)かのいずれか一方か両方かにすることで該エンジンで余剰となつた一酸化炭素CO又は二酸化炭素CO2及び電気を有価物とする手段とした。
*上記移動体例えば公道走行する自動車の多くは燃料を燃焼しその回転力で電気を生成する機器を備えており、該移動体を非走行時稼働させ電力を生成し生成した電気を売電することでインプットされる炭化水素費用アウトプットされる電気料金との差し引き計算で受け取る費用—投入費用がプラスであれば上記非稼働時の稼働による収益を得ることが出来る本願のエンジンではその構成が出来る (非走行時稼動させ利益を得ることが出来る)エンジンである。
*上記エンジンで生成した水素量が該エンジンで消費(移動体の移動動力として消費量)しさらに余剰の電気を生成出来る量であれば該余剰の電気を一時的に蓄電器40に蓄電するか或いは直接電気輸送手段にて売電する。
*上記移動体非稼働時を活用する手段によりエンジン内の停止・稼働の繰り返しによる該エンジンの構成材の疲労による亀裂破壊等を防止出来該エンジンの寿命延長に繋げるとともに該エンジン生成物の販売もしくは使用(例えば自工場で使用)により該エンジンの原価償却を早く出来る。
第七の発明は
上記エンジン燃焼装置Zを備えるエンジンを稼働させ水素を生成し、該エンジンで生成された水素を燃料として使用するエンジン燃焼装置2,2a,2ar、のいずれか1以上に供給し、酸素分離装置1で分離した酸素と上記水素を燃焼させ、燃焼により得られた水蒸気と熱と電気の何れか1以上を廃プラスチック資源化手段のエネルギー及び水蒸気とし該廃プラスチック資源化手段へ供給し、廃プラスチック資源化コストの低減を図っておることを特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン。
*上記資源化手段の実施形態の廃プラスチックの処理及び資源化に係る技術使用装置の一例は下記しており、上記水蒸気と熱と電気の使用量が大きい装置程、廃プラスチック資源化コストの低減に寄与する。

0010

<<上記問題を解決する手段の補足説明>>
<酸素分離装置1>(図7
空気大気から窒素N2を分離除去する酸素(富化)手段であるが、
気体の膜による分離{例えば、プリズムセパレーター(モンサント社)、プリズムアルファガス(モンサント社)(企業名)PV(透過気化)、等}は、現技術に於いては深冷分離方や吸着分離方と並んで常識と成っておる技術であり、分離膜システムはモンサント、ダウセパレック、WRグレース、我が国では、宇部興産(何れも会社名)等がそれぞれ独自の分離膜システムを商品化しておる。
*ガスを分離する膜分離原理構成は、分離する気体の相対的透過速度により分離する物で、
早いガスは膜の壁を通って簡単に透過し、サイドポートに出て行き、遅いガスは膜の壁の透過が困難なために、中空糸の内部を移動し、排出口から排出される構成であり、
早いガスには、H2O,H2,H2S,CO2,O2があり、遅いガスにはAr,CO3,N2,CH4等がある。
運転圧力8〜150Kg/Cm2G (8Kg/cm2未満の圧力で可能な物もある)
(富化)酸素ガス純度は70%〜100%未満(NOxを排出しない範囲)
被分離ガスに圧力が有ることが条件であり、該分離膜システムの駆動力は圧力差の利用である。
コンプレッサーとしては、軸流式、往復式スクリュー式ロータリ式スクロール式等のいずれをも用いることが出来る。

0011

<水蒸気改質装置Ka>
触媒を対峙した水蒸気改質装置Kaで炭化水素化合物(例えばメタンCH4)とスチーム(水蒸気)を反応させ合成ガスを製造する方法で大きな吸熱反応でH2とCOのモル比が3と水素が多く製造される下記反応式で表される。
例えば被改質物質としてメタンCH4を用いた改質反応
CH4+H2O⇔3H2+CO (1)
CO+H2O⇔H2+CO2 (2)シフト反応・・該反応は(1)の反応時に副次的に起こる。
*上記水蒸気改質用触媒としては、例えば、ニッケル系触媒などの公知の触媒を用いることができる、 ・改質温度650〜1000℃程度。

0012

<炭化水素化合物の部分酸化反応装置BO>
上記水素生成手段ZUで触媒を必要としない手段の部分酸化反応であって、
炭化水素化合物(例えばメタンCH4)と上記酸素分離装置1で分離し高密度となった酸素(1/2O2)とを水素生成手段Zに導入し該混合気体の部分酸化反応装置BOに上記水蒸気Aの熱を(耐熱伝導体SCの伝熱で)供給し燃焼を促進して該部分酸化反応装置BOで、水素と一酸化炭素の合成ガスを得、該合成ガスに上記水蒸気Aを供給しシフト反応で水素と二酸化炭素を生成し生成ガスから水素を選択的に透過して取り出す選択透過膜型反応器を使用する構成に出来る。
上記水蒸気改質Ka、電気分解F1,F2に替えて部分酸化反応BOを使用する構成。
上記水素生成手段の他の方法には、メタン直接改質等があり、本願の改質技術として使用する事ができる。

0013

・改質器設置例
本願エンジンでの改質装置及び電気分解装置で反応時間が必要な場合、改質ガスの量を多くする場合等を同時進行で行いたい場合等に複数の水素生成装置を設ける構成にも出来るし、上記改質で吸熱された後の(500℃程度の)排気ガスを使用した改質器を別に設け、更に定置形態のエンジン(例えば発電所の発電に係るエンジン)では改質・分解・分離等が時間(例えば数時間)を要する技術を採用する事も出来、移動形態での設置では上記改質・分解・分離等のサイクルの短い技術を採用するのが好ましい。
例えば図4に記載のエンジン燃焼装置2bの水蒸気改質部Kaを4分割し(90°*4)順次水蒸気を噴射(導入)する構成。

0014

<耐熱構造部SC>エンジン燃焼装置2、2b,2c,2d(図1,2,4,5,610参照)
(富化)酸素と水素の燃焼では燃焼炎の中心温度は2800℃程度で空気(中の酸素)と水素の燃焼では燃焼炎の中心温度は1900℃程度で(富化)酸素の使用により47%程度燃焼炎の中心温度が上がる、
上記酸素と水素を燃焼する燃焼熱に耐えれる燃焼室内壁材としては例えばタングステンWかハフニュウムHfかセラミックスかアルミナAl2O3かチタンTiかニッケルNiか炭化ケイ素SiC(炭化ケイ素セラミックス)あるいはそれらをコーティング蒸着)した物やボイラー等の定置設備では水冷壁耐火煉瓦が考えられるが移動形態の燃焼室内壁材としては上記タングステンやハフニュウムは加工性、価格の面で問題がある。
上記エンジンの燃焼室NE内に設けておる燃料の燃焼火炎2Fの直射熱を受ける吸熱構造手段SCを例えば熱伝導率及び耐熱温度が高いアルミナAl2O3系合金にして設け、該エンジン燃焼室NE内の吸熱構造手段と水素生成手段ZU壁に水蒸気Aを噴射する噴射手段をエンジン燃焼室の冷却手段と水蒸気生成手段の水蒸気Aとしたことが酸素と水素を連続燃焼出来る新技術とすることが出来た。

0015

<水蒸気電気分解FS1>
1a,水蒸気電気分解装置・
サンシャイン計画産業技術総合研究所)で個体電解質として安定化ジルコニア(Zro−10%Y2O3(酸化イットリュウム))薄膜を用いて800℃〜1000℃で水蒸気を電解する方法が開発されておる、作動温度は900℃〜1000℃、電流密度40A/dm2
槽電圧1.3℣、電力変換効率90%の性能である。
*特開2017-45601(記載)
実施例において、64本から成る固体酸化物形燃料電池スタック10では40〜64Vの高電圧が得られたとしておる。
固体酸化物形燃料電池スタック及び固体酸化物形燃料電池モジュールは、
可搬型固体電解質形燃料電池小型発電機電気分解反応による水素発生装置の技術分野において好適に利用することができる。

0016

*1b、<電気分解装置F1及びF2>
特許文献4特開2012-52162の水蒸気電気分解技術を上記エンジンの燃料の水素と酸素に分解する技術とすることも出来る技術であり、上記エンジン燃焼装置から排出される排気ガスを上記回転力取り出し装置3を貫流させ貫流後の熱を持つ高温の水蒸気を水蒸気電気分解装置F1,F2にて電気分解(水蒸気電解)し、水素および酸素を発生させる。水蒸気電解温度は高温ほど、熱源の直接利用に有利となる。600℃で作動する中温水蒸気電解装置を用いても良く、1000℃で作動する電気分解装置を用いればさらによい。なお、中温水蒸気電解装置は、電解質としてプロトン伝導体:SrZr0.5Ce0.4Y0.1O3−aを用い、電極として、水を分解するアノードには、高活性であるSm0.5Sr0.5CoO3という組成酸化物電極、また、水素発生極であるカソードにはニッケル電極と電解質の間にセレート系のプロトン伝導体の薄い層を挿入する構造を採用することにより、600℃、0.2A/cm2の条件で0.3Vという低過電圧で作動する上記特許文献4に記載の技術。本願のエンジン燃焼装置2cに内蔵しておる電気分解装置F1及びF2として採用出来る技術及び電気・水素生成手段4に採用できる電気分解装置F1の技術である。

0017

*1c、<電気分解装置F1及びF2>
水蒸気電気分解装置の技術に属する技術であり、
高温水蒸気ガスが固体電解質セル内を通過する間に電気分解する構成の技術が開示されておる特開2006−307290や特開平9−228085や特開2017−33816等に記載されており該開示技術記載では約900℃前後の高温条件下において、水蒸気を吹き込みながら外部電源によって燃料極及び空気極通電することにより、水分子が分解される。具体的には、燃料極において水分子由来水素ガスが取り出され、空気極において水分子由来の酸素ガスが取り出される。この高温水蒸気電解は、低温水分解に比べて理論分解電圧が低い(例えば1000℃では0.9V)としておる技術。*1d,固体酸化物形水蒸気電解装置(特開2008-243744記載技術)
400℃〜600℃の作動温度においても、原子透過性を向上させることができる金属薄膜を用いた水蒸気電解装置で該金属薄膜を金属組成物と、前記金属組成物の結晶粒界に分散させた酸化物とを含有する。前記金属組成物を構成する金属ターゲットと、前記酸化物を構成する酸化物ターゲットとを同時にスパッタリングして形成した技術であり、上記高温水蒸気電解にて未分解となった水蒸気を更に分解する技術(電気分解装置F2)に出来る。

0018

*1E,<金属酸化物と金属水酸化物の触媒と水蒸気で水素採取装置SY,>
特願2008−155195水素発生法、水素発生装置及び触媒。
金属酸化物(例えばCr2O3)と金属水酸化物(例えばKOH)を金属酸化物の融点以上、沸点以下の温度に加熱して固化せしめた触媒を触媒収納室21内に設置し、この収納室21に蒸発室内で蒸発した750℃前後の水蒸気を供給して、中間活性物質を伴う3つの反応を行い水から水素を採集する技術。

0019

固体電解質膜型反応器>部分酸化反応利用
特開2006−298664の記載では、
多孔質支持体1と、この上に形成された酸素イオン電子混合伝導性固体電解質からなる緻密層2と、前記緻密層2の上に形成された触媒層3とからなる3層構造反応構造体を用いた膜型反応器であって、前記触媒層3表面に炭化水素を主成分とした被処理ガス4を、前記多孔質支持体1側表面に高純度酸素ガス5を、それぞれ供給し、改質ガス(合成ガス等)を得ることを特徴とする技術の高純度酸素ガスを供給する膜型反応器。

0020

海水淡水(真水)化装置Wa>
上記エンジン燃焼装置2,2a,2ar,2b,2c,2dを搭載したエンジンに於いて海面走行の船舶等の淡水得手段であって、海水淡水(真水)化に係る技術は数多く公開され実用化されておりそのいずれかの技術を使用する事でも良い。
例えば特開2018−30133では海水をろ過する海水ろ過器とろ過器でろ過した水を逆浸透膜で淡水に分離する逆浸透膜分離装置取水する水取水部への貝類の付着を制御する制御剤とを備えた海水淡水化装置がある。

0021

<熱交換器G,G3>
上記熱交換装置であるがすでに常識となっておる熱を移動させる系の製品で例えばエャーコンディショナーのエャーを熱媒との熱交換圧縮した熱媒の熱を水もしくは空気と交換する等の技術である。

0022

<熱電エネルギー変換装置、>
特開2012−52162水素および酸素の製造・使用方法。特許文献2に記載の技術であって、
熱を電気に直接変換する熱電変換装置となる技術に係る熱で熱電変換モジュール試作され、発電試験が実施されており、発電試験の結果(300℃に加熱し無負荷電流ゼロ起電力0.39Vを取り出すのに成功した事例が公開されておる、上記施策された発電モジュールは、p型材料にFe2V0.9Ti0.1Al2,n型材料にFe2val0.9si0.1を用いて18個の熱電素子からなるのである、
電極には銅が使用され、p,n各材料と拡散接合接合しており、該モジュール片方は20℃で一定とし、他方面を300℃に加熱し上下面の温度差により発電する技術である。

0023

<燃料電池発電機FD1>
上記特許文献1に記載しておるエンジン燃焼装置2で生成した水素を燃料スタック送り該燃料スタックで電気を生成し該電気を走行動力とする構成(燃料電池発電機と言える構成)。
上記水素と酸素で電気を生成して自動車の動力とする構成はすでにハイブリッド車として商品化されておる技術であるが本願生成の水素と酸素と燃料スタックで電気を生成する構成も電気生成手段4の1手段としている。

0024

<気体分離膜による分離器(分離手段)>
高分子膜分離器
水素の膜分離で工業的に実績のある物にポリイミドポリアミドポリスルホン、等が有り
金属分離膜(パラジュウムPd金属薄膜)
金属パラジュウム膜は、水素分子のみ透過する。すなわち、水素分子が膜表面で原子化してプロトン(H+)とエレクトロン(e)となり、これが膜中を拡散して膜の表面で再結合し、分子化して分離する物であり、パラジュウム合金細管を300℃〜500℃に加熱する事で水素を分離出来る、この膜は高純度水素製造に適している。
高温水ガス分離膜(セラミックス)700℃程度の高温水素ガス分離膜システムがあり例えば600℃〜1000℃で改質をする水蒸気改質で改質された水素と一酸化炭素の合成ガスから水素を分離して取り出す高温ガス分離に適している。
・膜型反応器(反応器と分離器一体型)特開2008−302334の記載では
含酸素炭化水素主原料ガスとし、水(水蒸気)、二酸化炭素、酸素等を副原料ガスとして用いて改質反応、部分酸化反応、分解反応等の化学反応を利用して、水素を含む混合ガスを生成した後に、水素を選択的に透過させることの出来る選択透過膜(例えばパラジウム合金膜)によって混合ガスから水素を分離して取り出す膜型反応器であり上記の化学反応と選択分離とを同時に行うことの可能な選択透過膜型反応器(メンブレンリアクタともいう)である
*上記水素及び一酸化炭素及び酸素及び水蒸気の高温帯で分離する分離膜での高温ガス分離が使用困難な場合熱交換装置にて吸熱後の低温(例えば100〜200℃程度)ガスから公知の分離方法(例えばPAS吸着法やメンブレン分離膜等で)で分離する構成にも出来る。

0025

排気流力5を回転力として取り出す回転力取り出し装置3であるが、
流体(水、水蒸気、燃焼ガス)の略直線方向の流力を回転力にして取り出す構造にはダムからの落水力や潮流干満の流力、農業用水路水流力等の水の流れる力を回転力に替える技術及び蒸気機関(水蒸気の圧力を利用してピストン往復運動を回転力にする原動機)やタービン〔水蒸気を吹き付けて羽根車回転運動させる原動機の翼体ガスタービン圧縮空気に燃料をまぜて燃焼させた高温・高圧のガスを使ってタービンを回す原動機の翼体(動翼)等〕があり、本願では常識化(公知の技術)されておる翼体(羽根車)であれば良く上記回転力取出し構造部3を貫流する排気ガス及び水蒸気は少なくとも600℃の高温なので必要に応じて耐熱構造手段(例えばニッケル合金セラミックコーティング等の加工をする)を設けるかあるいは上記通水路MHの水を上記回転力取出し構造部3の回転翼体の軸部から水を導入する手段(例えば水を散水するスプリンクラーの回転する回転体に水を供給する構造)にて回転翼体に水を供給し該回転翼体の熱を吸熱した水もしくは水蒸気を回転翼体外に放出し該回転翼体を貫流しておる排気流5と合流し下流に流す構造として翼体(羽根車)の冷却手段とする構成でも良い。

0026

移動式ガスステーションとは,例えば二酸化炭素又は一酸化炭素の何れか一種以上の空のタンクを備えた大型トラックや大型トレーラーをガスステーション(給油ステーション等)に配備し該大型トラックや大型トレーラーのタンクの二酸化炭素(又は一酸化炭素)の積載量が規定値に達すると空の二酸化炭素ガス(又は一酸化炭素ガス)タンク車入れ替え基地に運搬し、更に炭化水素化合物(例えばメタンCH4)を積載しておる大型トラックや大型トレーラーをガスステーション(給油ステーション等)に配備し該大型トラックや大型トレーラーの積載量が空になるとガス基地に帰り積載する形態である。
上記移動式ガスステーションの別の形態では現在流通しておる酸素ガスボンベ・二酸化炭素ガスボンベ・炭化水素化合物(例えばメタン)ボンベ等の高圧ガスボンベ若しくは液化ガスボンベ複数本積載できるラックに搭載し運搬する形態にすれば、上記ガス授受システム(のインフラ整備として)とすることが出来る。

0027

<二酸化炭素CO2資源化手段CH>
上記水蒸気改質Ka、及び電気・水素生成手段で生成した二酸化炭素CO2資源化手段CHであって、上記二酸化炭素CO2を改質分解技術で炭素と酸素を含む資源(例えば一酸化炭素・メタンCH4・メタノールCH3OH3・ジメチルエーテルCH3OH3等)を得る技術。
*上記資源化手段CH1は、特許文献4に記載の技術にて資源化手段とする。
*−1、水素を製造しておる設備を有する外部施設に引き渡し該外部施設で炭化水素化合物(例えばメタンCH4・メタノールCH3OH3・ジメチルエーテルCH3OH3)に加工する。
*−2、太陽光風力波力発電等の発電設備を有する外部施設の電力で水を電気分解して水素H2を得その水素と二酸化炭素CO2で炭化水素化合物(例えばメタンCH4・メタノールCH3OH3・ジメチルエーテルCH3OH3)に加工する。
*−2、水素H2を余剰として排出しておる石油精製所等に引き渡し該石油精製所にて炭化水素化合物(例えばメタンCH4・メタノールCH3OH3・ジメチルエーテルCH3OH3)に加工する。
*二酸化炭素CO2資源化手段CH2は、
水蒸気改質を有する外部施設にて炭化水素化合物に加工する。
例えば千代田化工建設(企業名)では二酸化炭素CO2とメタンCH4を貴金属系触媒を使用した改質で2CO+2H2の合成ガスを生成しており(スチーム/CO2リフォーミング)その技術を活用。

0028

*二酸化炭素CO2資源化手段CH3は
東京工業大学細野英雄教授らのグループが発明されておる。C12A7エレクトライドが二酸化炭素の分子を室温で選択的に吸着し、分解する技術(後述)にて二酸化炭素を一酸化炭素に分解する技術使用。
*−1、石灰(CaO)とアルミナAl2O3から構成される化合物12CaO 7Aⅼ2O3(以下C12A7)の構造の中に、電子を取り込んだC12A7エレクトライドが二酸化炭素の分子を室温で選択的に吸着し、一酸化炭素と酸素に分解する分解技術。
*二酸化炭素CO2資源化手段CH4は
グローバル二酸化炭素リサイクル
北大学金属研究所らのグループでは、海水を電気分解により水素を生成し生成した水素と二酸化炭素から、常圧300℃でメタンの生成と、該生成に使用する触媒の発明を含む技術を発明されておられ、該電気は中東地区等の砂漠での太陽光発電で発電しており、該二酸化炭素は二酸化炭素排出国からの輸送調達するものである。
*二酸化炭素CO2資源化手段CH5は
二酸化炭素のカソード還元(特開2018−24895)触媒及び電極触媒、並びに電極触媒の製造方法、
水の電気分解による水素の生成、または二酸化炭素をカソード還元して炭素含有物質に変換する触媒=銅酸化物被膜を有する触媒。
CO2+8H2+8e+→CH4+2H2O
二酸化炭素と水素でメタンを生成する構成。
*二酸化炭素CO2資源化手段CH6は
二酸化炭素は最近工業プロセス超臨界流体CO2を溶媒として使用する方法が見出されており、該方法での活用も出来る。

0029

<廃プラスチックの処理及び資源化に係る技術>
*2002年日本国プラスチック生産量=1385万トン
ポリエチレンPE—23.4%
ポリプロピレンPP—19.4%
ポリ塩化ビニールPVC—18.4%
ポリスチレンPSt —8・8%
ポリエチレンテレフタレート−5.1%
上記処理埋め立て276万トン・廃棄物発電205万トン・再利用するマテリアルサイクル152万トン・油化・ガス化高炉原料等のケミカルリサイクルが25万トン固形燃料化32万トン・焼却熱利用)127万トン・単純焼却173万トンのリサイクルが問題である。
更に上記処理過程で排出するCO2の排出削減及び処理過程のエネルギーの効率UPによる処理費用削減が急がれる問題である。
500mlのペットボトル製造コスト7.4円/本
使用コスト輸送-26円、洗浄成型1.4円=27.4円/7.4=3.5倍かかる。
ポリエチレンテレフタレートCOOCH2CH2OH+2H2O
エチレングリコール=沸点は低い。
廃棄された高分子の組成、
低密度ポリエチレンDPE・高密度ポリエチレンHDPE・エチレン酢酸ビニル共重合体EVA31%,
ポリプロピレンPP20%,使用年数2年以下の容器包装材としての使用。
ポリスチレンPStアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体BS,アクリロニトリル/スチレン共重合体AS17%,ポリ塩化ビニル12%(15年を超えるような耐久性を要する土木建築電線等に使用、
上記の4大樹脂で80%を占めておる。
残りポリエチレンテレフタレートPET樹脂5%,ポリウレタン樹脂4%、ポリカーボネート樹脂3%,ポリアミド2%,
PE・使用年数2年以下の容器包装材としての使用。
上記の現状に対して数多くの廃プラスチックの処理及び資源化に係る技術が公開されており、稼働しておる該技術使用の装置も多々あるが上記処理過程で排出するCO2の排出削減及び処理過程のエネルギーの効率UPによる処理費用削減が問題であり、本願の水素と酸素を燃焼させる「エンジン燃焼装置(2b,2c,2d,2,2a,2ar)を搭載しておるエンジン」基本的には「水の水素と酸素(空気からの富化)のエネルギーで動くエンジン」を現在稼働しておる廃プラスチックの処理及び資源化に係る技術使用装置の動力㎩・電力Ea・熱E・水蒸気・酸素のいずれか1以上を廃プラスチックの処理及び資源化に係る技術使用装置の動力㎩・電力Ea・熱E・水蒸気・酸素として使用する事で、該二酸化炭素排出ゼロ、上記動力㎩・電力Ea・熱E・水蒸気・酸素を製造するコストゼロ(炭化水素化合物費用は売電収入で相殺される。)となり、イニシャルコスト設備費用)の原価償却分が廃プラスチックの処理及び資源化費用となるものである。

0030

*上記廃プラスチックの処理及び資源化に係る技術及び使用装置として
超臨界水を用いた使用済み高分子の熱分解、三菱重工(企業名)や
・ダイセル化学と新日本製鉄(いずれも企業名)のガス化溶融炉システム
・川崎製鉄(企業名)ガス化溶融炉システムや
・バッテレ記念研究所(アメリカ)は混合廃プラスチックからのエチレンモノマー回収技術を開発したと発表し、USP5,116,117(August4,1992)で権利化しておる。
等々の技術が公開されておる。

発明の効果

0031

1、最大の課題は地球温暖化対処する「CO2」の排出削減であり、(富化)酸素を使用する事で、窒素酸化物「NOX」を排出しないエンジンとするとともに課題である二酸化炭素をも排出しない構成にしておるので、温室効果ガス削減施策課題の1つを構成する温室効果ガス排出削減策のエンジンとする事が出来た。
2、改質で生成した水素と一酸化炭素CO又は二酸化炭素CO2を移動式ガスステーション(又はガスステーションに引き渡す形態としたことでメタンと水の供給費用より多くの対価を得ることが出来た。
3、エンジンで生成した電気を電気授受システムEaSTで売電する形態とした事で多くの対価を得ることが出来た。
4、上記エンジンを廃プラスチックの資源化手段のエンジンとすることが出来る。

0032

図面に於けるそれぞれの寸法関係は、重要部分は拡大し、詳細が解り難いところは誇張している、また広範囲部分、又は本願発明重要度の低い部分を、記載する時は縮小している、従って図面間及び図面内の寸法は比例していないし、実寸縮尺寸法ではない。
線間の間隔が狭い場合スキャンの段階で黒く太く1本の線に成り易いので、線間の間隔を広げるか、一本の線で記載している、更に本願発明の根幹(主要)機構以外部に付いては、図面間で省略している部分もある。

0033

(分離装置1により分離された)酸素と水素を燃焼させるエンジン燃焼装置Zであって(図1)、該燃焼装置内に水素生成手段ZUを内蔵しており、該燃焼装置は蓄ガスタンクT1及び蓄ガスタンクT2から燃焼ノズル2Nに酸素及び水素を供給し点火栓2Pにより点火し燃焼室NE内で燃焼しており、該燃焼室には燃焼による直射熱を受ける耐熱構造部SCを設けており該耐熱構造部には水タンクより水を供給し供給された水を耐熱構造部SCを通過する間に上記燃焼による直射熱を受けて水を水蒸気にする通水路MHaを設けて該通水路MHa内で水蒸気Aを生成しており生成した水蒸気Aを上記耐熱構造部の外殻体(外側)に設けておる水素生成手段ZU内に噴射する水蒸気噴射ノズルZjを設け該噴射ノズルから噴射しており、該水素生成手段ZUにて水蒸気を反応(例えば電気分解・水蒸気改質・部分酸化反応等)させる副材料SBを供給する副材料(例えば熱・電気・酸素・炭化水素化合物等)SB供給手段と、
該水素生成手段ZUに供給された水蒸気Aと上記供給された副材料(熱・電気・酸素・炭化水素化合物等)SBの何れか一以上を使用して水素若しくは水素を含む混合ガスを生成する水素若しくは水素を含む混合ガス生成手段と、
該水素若しくは水素を含む混合ガスから水素を分離する分離装置と、
該分離装置に水素若しくは水素を含む混合ガスを導入して水素を取り出しており、得られた水素を上記エンジン燃焼装置Zの燃料の水素としており、
上記通水路MHaで生成した水蒸気Aを燃焼室NEに供給する供給ノズルZjと該供給ノズルZjから供給された水蒸気Aは燃焼室NE内の熱を吸熱してさらに高熱に成った水蒸気Aaと
該水蒸気Aaは上記燃焼で生成される水蒸気Bと水素生成手段ZUで分解(改質)されなかった未分解水蒸気STn(及び未分解水蒸気STm)とともに下流に排気として排出される排気流5と、
を備えておる水素を燃焼し水素を生成するエンジン燃焼装置Z。

0034

燃焼装置Zの下流に回転力取り出し装置3を設けており、上記排気流5を該回転力取り出し装置3に導入し回転力取り出し装置3(内の例えば回転翼体)を貫流させ略直線方向の流力を回転力に変換して取り出し取り出した電気(か動力のいずれか一方か両方)は蓄電器40に蓄電されるか、動力として消費されるか電気として使用されるか、電気・水素生成手段4で使用するかあるいは電気授受システムEaSTに引き渡す(例えば電力会社に売電する)かいずれか1以上の形態としており、

0035

上記回転力取り出し装置3を貫流し排出された排気流5aを受けて該排気流5aの熱と水蒸気を導入して電気Ea・水素を生成する電気Ea・水素生成手段4を設けており、該電気Ea・水素生成手段4(下記電気Ea・水素生成手段については上記しており、詳細説明は省略する)は例えば水蒸気電気分解装置F1・水蒸気電気分解装置FS1・水蒸気改質Ka1・熱電エネルギー変換装置DE・海水真水化装置Wa・燃料電池発電機FD1・熱交換器G等の組み合わせ可能な(電気Ea・水素生成が理論上出来る構成)上記排気流5aの熱及び水蒸気を電気・水素のいずれか一方か両方かを生成する装置(公知の技術使用)であり、更に該エンジンを中大型(例えば500トン以上)や定置形態設置では,改質・分解に時間を要する水熱化学分解F2等を用いた電気Ea・水素生成手段4とすることが出来る。
上記生成手段内で生成する中間生成物(例えば一酸化炭素CO・水素・酸素・電気等)を上記排気流5aの熱と水蒸気にプラスして使用することも含む.
上記電気Ea・水素生成手段4で未分解(又は生成された)となった水蒸気は水蒸気再加熱(手段)装置WR(水循環ループ)で上記電気分解装置F1の下流(燃焼室NE)に戻入れるか水タンクT4に戻し入れる。

0036

上記エンジン燃焼装置Zと同じ構成部は同じ符号を用いて説明を省略しており異なる部分のみを解説する。
上記水素生成手段ZUのの水素生成手段を電気分解装置F1としたエンジン燃焼装置2cであって(図2)、であって、
上記水蒸気Aを上記耐熱構造部の外殻体に設けておる電気分解装置F1と燃焼室NE内に噴射する水噴射ノズルTjを設け該噴射ノズルから噴射しており、電気分解装置F1に蓄電器40から(定置形態(例えば発電所)エンジンでは外部からの電力であっても良い)電気Eaを供給しており、電気分解装置F1に噴射された水蒸気Aと上記供給された電気とを電気分解装置F1で水素と酸素に分解して取り出しており、得られた水素と酸素から顕熱を回収する熱交換器G3に導入し(直接燃焼ノズル2Nに供給することも可能)該熱交換器G3で回収した熱Eは該エンジン燃焼装置2C以降で水素及び酸素及び一酸化炭素及び電気及び動力のいずれか1以上を得るエネルギーとして使用する形態にしておる水素と酸素を燃焼させる燃焼装置。

0037

上記エンジン燃焼装置Zと同じ構成部は同じ符号を用いて説明を省略しており異なる部分のみを解説する。
上記水素生成手段ZUのの水素生成手段を水蒸気改質部Kaとしたエンジン燃焼装置2b(図3)、であって、
上記水素生成手段ZUに水蒸気改質部Kaを設け該水蒸気改質部Kaの外殻部(外側)にメタンCH4(炭化水素化合物、以降メタンで解説する)通気路MCを設けてメタンCH4をメタンCH4噴射ノズルCjから水蒸気改質路Kaに導入しており、
上記水蒸気Aを上記耐熱構造部の外側(外殻部)に設けておる水蒸気改質部Kaと燃焼室NE内に水噴射ノズルTjから噴射しており、
噴射されたメタンCH4と水蒸気Aは水蒸気改質部Ka内で水素と二酸化炭素の合成ガスに改質され(該水蒸気改質部は例えば触媒をアルミナ担体担持したハニカム構造)改質された水素ガスは分離手段(例えば高温水素ガス分離膜(セラミックス))で水素と二酸化炭素+未改質水蒸気STⅿに分離され水素を取り出し、更に二酸化炭素+未改質水蒸気STⅿを分離し二酸化炭素を取り出し未分解水蒸気STⅿは排気流5に合流して下流に排出される。上記取り出された水素は(水素タンクT2経由)燃料として燃焼ノズル2Nに導入されるサイクルを構成し、二酸化炭素は二酸化炭素タンクT7に蓄ガスし二酸化炭素資源化手段CHにて資源として活用される。

0038

上記二酸化炭素は一酸化炭素の状態で取り出す(シフト反応はしない)事も出来る。
ガスの運搬時の安全性は二酸化炭素が勝が一酸化炭素であっても良い。
該水蒸気改質部KaではH2O/CH4(モル比)2〜5程度の水蒸気過剰化でおこなわれる、

0039

上記エンジン燃焼装置2bで生成した水素で該燃焼装置の水蒸気改質部Kaを除いたエンジン燃焼装置2又はエンジン燃焼装置2a又はエンジン燃焼装置2arの燃料の水素とし更に自らのエンジン燃焼装置2bの燃料の水素を自給する構成、
CH4+H2O=CO+3H2
これをシフト反応(発熱反応)で CO+H2O=H2+CO2
が生成することになり、上記燃焼熱で4分子弱の水蒸気を生成出来、メタンから2分子のH2水蒸気から2分子の水素と1分子のCO2が生成することになり、
上記4分子弱の水素が生成するとすれば、燃焼には1分子の水素があればよく水蒸気改質を持つ燃焼室2bは一つあれば水蒸気改質をもたないエンジン燃焼装置2又はエンジン燃焼装置2a又はエンジン燃焼装置2arの何れか3個弱を燃焼させる水素が確保される計算になる.
上記1に満たない水素の不足分(未改質分)は電気+水素生成手段4から補給出来るので図4の記載例の様に水蒸気改質Kaを持つエンジン燃焼装置2b一台で水蒸気改質Kaを持たないエンジン燃焼装置2か2aか2arを3台稼働させるエンジンCPT(コンプリート)に出来〔又上記シフト改質をしない構成では水蒸気改質Kaを持つエンジン燃焼装置2b一台で水蒸気改質Kaを持たないエンジン燃焼装置2か2aか2arかの何れかを2台稼働させるエンジンCPT(コンプリート)に出来〕ることを表した図5

0040

上記エンジン燃焼室2は水素(H2)を(富化)酸素(O2)で連続(間欠にも出来る)燃焼させるエンジンの燃焼工程の概略構成フロー図6であって、エンジン燃焼工程2に空気から窒素を分離除去する酸素分離器を設けており、該酸素分離器には空気圧縮装置と空気を(富化)酸素と窒素とに分離する分離装置{例えばメンブレン分離膜(図7)と分離した(富化)酸素を畜ガスする畜ガスタンクT1を備えており、該畜ガスタンクから(富化)酸素導入管3にて燃料噴射ノズル2Nに供給されており、燃料の水素を畜ガスしておる水素畜ガスタンクT2より水素導入管2にて燃料噴射ノズルに供給されており、該燃焼ノズルから燃焼室部NEに噴射された燃料の水素と富化酸素に点火栓2Pにて点火され連続燃焼し、該燃焼による排気ガス(大半は水蒸気)は排気流5となって排出される。
上記エンジン燃焼工程(外郭体)の内外壁間(2G,2U間)に通水路MHを設けて該通水路MHに水タンクから水導入管4にて水を該通水路MHに導入しており、燃焼室部内壁2Uには通水路の水を燃焼室部内に噴射する噴射ノズルTJを複数設けており、上記(富化)酸素と水素の連続燃焼による燃焼火炎の直射熱を受ける吸熱構造手段SCを上記燃焼室部内壁の内側中心方向に間隔を開けて設けて水素と(富化)酸素の燃焼による燃焼室内壁面の(燃焼温度に対する)保護手段としており、該水を噴射ノズルTJから吸熱構造手段の大径方向面及びエンジンの燃焼室部内に噴射しており該エンジンの燃焼室部内の吸熱構造手段に噴射した水は吸熱構造手段SCの熱を吸熱して該水を水蒸気にしており、燃焼室部内NEに噴射した水も該燃焼室部内の燃焼熱(排気ガスの熱)を吸熱して該水を水蒸気にしおり、該燃焼室部内の冷却手段及び水蒸気生成手段としており、噴射された水は水蒸気と成り上記(富化)酸素と水素の燃焼で生成された排気ガスとともに排気ガス流路5に排出される構成の水素と(富化)酸素空気を連続燃焼するエンジンの燃焼工程2。

0041

上記エンジンの燃焼工程2a(図6)は水素(H2)を(富化)酸素(O2)で燃焼させるエンジン燃焼装置であって、該エンジン燃焼装置2aに酸素を分離供給する酸素分離装置1と
分離した酸素(酸素路3にて供給)と水素(水素タンクから水素路2にて供給)を燃焼ノズル2Nに送り点火栓2Pにて点火され燃焼させるエンジン燃焼装置2と
上記エンジン燃焼装置2の内外壁間(2G,2U間)に設けておる通水路MHと
該通水路MHに水タンクT4から水路4にて水を該通水路MHに導入しており、燃焼室部内壁2Uに設けておる通水路の水を燃焼室内壁面に直接噴射する複数の噴射ノズルMJと
該噴射ノズルMJから噴射した水を水蒸気aとする水蒸気生成手段とを備え
上記(富化)酸素と水素の燃焼で生成された排気ガスの水蒸気Bともに排気流5となって排出しておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジン燃焼装置2a。

0042

上記エンジンのエンジン燃焼装置2又はエンジン燃焼装置2a又はエンジン燃焼装置2ar又はエンジン燃焼装置2b又はエンジン燃焼装置2cのいずれか1以上のからの熱及び水蒸気及び回転力取り出し手段3で生成された電気Eaの一部を使用した電気・水素生成手段4にて改質・分解等々で未分解(未改質)となった水蒸気を燃焼装置2aの燃焼室NE内に戻し入れ排気流5に合流させ該排気流5の熱を吸熱し再加熱水蒸気とする水蒸気再加熱装置WRを備え水循環ループを構成した燃焼装置(図1,2,3、6,7,11)。

0043

上記実施例3に記載の構成の下流に上記4台分の燃焼室の排気流5を一台の回転力取り出し装置3に連結した概略構成図5(B)であって、メタンを改質するエンジン燃焼装置2b1台で4台分の燃焼室の排気流5を回転力に変換する構造にした一例であり上記形態(CPT)で商品化出来るもの。

0044

上記エンジン燃焼装置2,2a,2ar,2b,2c,2dを有するエンジンの好ましい移動体での実施形態は上記燃焼装置及び電気・水素生成手段4を一定の設定条件で稼働し移動体の移動に係る制御は電気とする。

0045

上記エンジン上記実施例2〜5のエンジンを移動体に搭載した該エンジン搭載機器(航空機・船舶・鉄道・自動車等々)の駐機場(駐車場・桟橋・マリーナ等の係船場・飛行場・軍隊の基地等)に一酸化炭素CO又は二酸化炭素CO2をガスステーション又は移動式ガスステーションを設けて該ステーションに引き取らせ水と炭化水素化合物(例えばメタンCH4)の供給を受ける形態にするか該エンジンにより生成される電気を引き取らせる設備(電気授受システムEaST)を設けて電気を引き取らせるものである。
すなわち上記移動体移動時は上記エンジンを稼働して燃料の水素(及び酸素)を生成し移動体のエネルギーとし移動と言う仕事を終えた後は上記移動体エンジンを稼働させ生成した一酸化炭素CO又は二酸化炭素CO2をガスステーション又は移動式ガスステーションに買い取らせ水と炭化水素化合物(例えばメタンCH4)の供給を受ける形態にするか該エンジンにより生成される電気を引き取り設備(外部社会電力エネルギー供給インフラへの電力供給)にて引き取らせるかするかのいずれかにすることで該移動体非稼働時を活用する手段とする。
該手段によりエンジン内の停止・稼働の繰り返しによる該エンジンの構成材の疲労による亀裂破壊等を防止出来該エンジンの寿命延長に繋げるとともに該エンジン生成物の販売もしくは使用(例えば自工場で使用)により該エンジンの原価償却を早く出来る。

0046

上記水素生成手段ZUを部分酸化反応装置OS(エンジン燃焼装置2d)とした一例であって(図10)、水素生成手段部にメタンCH4と酸素を供給し該水素生成手段ZU部を流れておる水蒸気Aの熱を耐熱伝熱構造部SCを介して上記メタンCH4と酸素の混合ガスに供給し部分酸化反応を促進し該反応で生成した合成ガスをシフト反応部に送りさらに水蒸気Aを導入し水素と二酸化炭素を生成し、生成したガスから選択透過膜にて水素を分離して取り出しておる構造。
*上記耐熱構造部SCの外殻(外側)に該耐熱構造部の熱と該エンジン外から供給される炭化水素化合物と上記酸素分離器1から供給される酸素を改質する部分酸化反応装置OSで、水素を含む混合ガスを生成した後に、該混合ガスに水蒸気Aを供給し水素と二酸化炭素を生成し生成した該ガスから水素を分離して取り出し取り出した水素を該燃料エンジンの燃料の水素としておる事を特徴とする水素と酸素を燃焼するエンジンるである。
*上記炭化水素を主原料ガスとし、水(水蒸気)、二酸化炭素、酸素等を副原料ガスとして用いて部分酸化反応、分解反応等の化学反応を利用して、水素を含む混合ガスを生成した(更にシフト反応後に)、水素を選択的に透過させることの出来る選択透過膜(例えば高温水素ガス分離膜(セラミックス))によって混合ガスから水素を分離して取り出す技術を本願の水素生成手段ZUの一手段としておる。

0047

図11に記載例は本願エンジン燃焼装置2bで生成した水素を燃料として稼働する上記2bを含む複数台稼働させ、燃焼装置(2,2a,2ar)の何れかを使用し該燃焼装置の1台を低温ガス化炉に接続し、該低温ガス化炉に粉砕した廃プラスチックを投入しガス化する低温(600〜800℃)ガス化炉を設け該ガス化炉内温度を600〜800℃に保てる該燃焼装置で生成した水蒸気の排気流5から熱交換器G2にて熱交換量のコントロール(水蒸気の温度コントロールは上記通水路MH内の水の流量を調節する流量調節手段でも可能である)して該低温ガス化炉にスチームと、酸素分離器から酸素とを供給し炉内で部分酸化が行われ使用済みの高分子はガス成分とチャー熱分解残渣)に分解され、この段階で金属などの不燃性混入物路外へ排出される。
上記燃焼装置の他の1台を高温ガス化炉に接続し、
上記低温ガス化炉でガス化された高分子は高温ガス化炉を設けて該高温ガス化炉へ移送され該ガス化炉内温度を1300〜1500℃に保てる該燃焼装置(2,2a,2ar)で生成した水蒸気の排気流5から熱交換器G4にて熱交換量のコントロール(水蒸気の温度コントロールは上記通水路MH内の水の流量を調節する流量調節手段でも可能である)して該高温ガス化炉にスチームと、酸素分離器から酸素とを供給してさらにガス化が促進され高温ガス炉を出たガスは急冷室に送られアンモニアを含む水(水タンク4からの水にアンモニアを供給)で一気に200℃以下まで急冷されます、次いで、洗浄を通る過程でスラグが除去され、塩化水素塩化アンモニウムへの固定化がなされ、水素と一酸化炭素を主成分とするいわゆる合成ガスが製造されます、この方式で生成した塩化アンモニウムは化学肥料原料となる、廃プラスチックの資源化手段の一例であり、上記事例を廃タイヤ一般ごみの資源化手段と(本願エンジンと組み合わせる構成)する事は容易に出来る。

0048

本願の特許請求の範囲に記載の権利範囲事項から容易に想到出来る構造を使用したもの全て本願の権利範囲である。

0049

本願は空気中の酸素を分離した(富化)酸素と水素を燃焼させるエンジンであり、水を原料とした水素燃料として幅広く産業に利用できるエンジンである。

図面の簡単な説明

0050

酸素と水素を燃焼させるエンジンの燃焼装置Zの1例図(軸線方向断面図)。
酸素と水素を燃焼させるエンジンの燃焼装置2cで水蒸気電気分解装置F1内蔵(一体)型の1例図(軸線方向断面図)。
上記水蒸気電気分解装置F1に替えて水蒸気改質部Kaを設けたエンジンの燃焼装置2bの1例図(軸線方向断面図)。
上記水蒸気改質部Kaを設けたエンジン燃焼装置2bで生成した水素4H2で4台のエンジン燃焼装置の燃料とした概略構成図。
(A)エンジン燃焼装置2bの軸線方向の中心部を径方向の断面から燃料噴射ノズル方向を見た断面図。 (B)上記径方向の断面から排気排出口方向を見た断面図。
(A,B,E)エンジン燃焼装置2、2a、2arの長手方向断面図,(C)(D)燃焼室内壁面に噴射する噴射ノズル設置要領図。
上記エンジン燃焼装置2、2a、2arから回転力取り出し装置3(を経由して)から電気・水素生成装置4(を経由して)から水蒸気再加熱手段WRにて上記エンジン燃焼装置2、2a、2ar内に戻し入れる循環ループの概略図。
酸素分離装置1の概略構成図。
上記回転力取り出し装置3の回転翼体の冷却手段を表した回転翼体断面図。
上記水素生成手段ZU部に部分酸化反応を設けた概略構成図。
上記燃焼装置2b、(2cでも良い)を有するエンジンで生成した水素を燃料とする上記燃焼装置2、2a、2arの燃料とした、廃プラスチックガス化溶融炉システムの概略構成図。

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