JP2003227363A - 水素を補助剤と共に燃料とした低公害エンジン駆動車 - Google Patents
水素を補助剤と共に燃料とした低公害エンジン駆動車Info
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Abstract
ために、水素酸素燃料電池を用いた車輛が開発されてい
るが、高圧水素を搭載するか、水素吸蔵材料を搭載しな
ければならず、車輛の重量増加を生じると同時に危険で
ある。また、水素吸蔵合金などに水素ガスを吸蔵させる
と、更に水素を脱着せせるのにエネルギーを必要とす
る。 【解決手段】車輛に搭載した二次電池を用いて水を電気
分解し、これによって発生した水素と酸素を分離し、こ
の酸素に空気を混合したのち水素と混合して内燃機関、
好ましくはロータリーエンジンを駆動して車輛を走行さ
せ、同時に該内燃機関に発電機を連結して発電した電気
エネルギーで車輌駆動モータを駆動して、内燃機関と駆
動モータ双方の動力で車輌を走行させ、余剰の電気エネ
ルギーで該二次電池を充電するエネルギーサイクルを主
要なエネルギーとすることで排気ガスが著しく低減させ
る。
Description
素発生装置を車輛に搭載して水素を発生し、ここで発生
した水素ガスで内燃機関を駆動することを主なエネルギ
ー源として車輛を駆動し、同時に発電機を該内燃機関に
連結して発電した電気エネルギーで車輌駆動モータを駆
動して、内燃機関と駆動モータ双方の動力で走行し、余
剰の電気エネルギーで該二次電池を充電することを特徴
とする低公害ハイブリッド車に係わる。
用したハイブリッド車輌は開発されている。また、従
来、車輌に水素エンジンを動力源として搭載したものは
存在する。また水素酸素燃料電池で駆動する車輌も開発
されている。
に深刻な問題をもたらしている。これを軽減するために
新しい技術が開発されており、水素を内燃機関に供給す
る水素エンジン、水素酸素燃料電池を動力とする燃料電
池車輌、ガソリンエンジンのエネルギーを回収しながら
走行するハイブリッド車輛などは良く知られている。
走行中に電池の残存容量が低下するとガソリンエンジン
で発電機を駆動して電池を充電し、走行距離を上げるシ
リーズ型、通常はガソリンエンジンで走行し、廃棄ガス
や騒音を嫌う地域ではガソリンエンジンを止めて電気自
動車として走行するパラレル型、及びガソリンエンジン
と電池駆動のモータを同一軸に配して、双方の駆動力を
減速機を介して配分して車輌に伝達し走行するハイブリ
ッド式がある。
用したハイブリッド車輌では、モータの駆動に充分な電
力を供給することのできる特殊な二次電池を用いる必要
がある。そして、ガソリンエンジンの排気ガスによる大
気汚染が大幅に低減されるが、ガソリンエンジンの排気
ガスの問題は大きい。
酸素燃料電池のハイブリッド車輛が提案されている。ま
た、水素酸素燃料電池を動力とする燃料電池車輌も実用
化されている。しかし、水素を用いる内燃機関及び水素
酸素燃料電池を動力とする燃料電池車輌は水素を車輛に
搭載するために高圧タンクを必要とするか、または水素
吸蔵合金、カーボンナノチュ−ブなどの水素を吸収する
材料をもちいることが提案されているが、多大の重量増
加、体積増加を齎す。また、水素吸蔵合金、カーボンナ
ノチュ−ブなどを用いる場合には吸蔵した水素ガスを離
脱させるのに更にエネルギーを必要とする。これらの問
題を解決するために発明者は鋭意研究を重ねた結果本発
明を完成するに至った。
解装置、エンジン、発電機、モータ及び動力分割機を搭
載し、従来の公知の無公害、省エネルギーのハイブリッ
ド車とは異なり、一段と省エネルギー、無公害化を進め
た車輌を提供するものである。
に搭載した二次電池からの直流パルス電流により水を電
気分解して生じた水素と酸素を分離して、該酸素に空気
を混合して、各々を内燃機関の燃焼室に導入して該内燃
機関を駆動し、そのエネルギーを主な動力源として車輌
を走行させ、同時に該内燃機関に発電機を連結して発電
し、発電した電気エネルギーで車輌駆動モータを駆動し
て、内燃機関と駆動モータ双方の動力を適宜バランスさ
せながら走行し、余剰の電気エネルギーで該二次電池を
充電することを特徴とする低公害ハイブリッド車であ
る。
輛に搭載した電気分解による水素発生装置で発生した水
素に、必要により常圧で沸点が150℃以下の有機化合物
の蒸気を存在させて内燃機関に供給して内燃機関を駆動
することを主なエネルギー源として車輛を駆動する。同
時に発電機を該内燃機関に連結して発電した電気エネル
ギーで車輌駆動モータを駆動して、内燃機関と駆動モー
タ双方の動力を適宜バランスさせながら走行し、余剰の
電気エネルギーで該二次電池を充電してエネルギーの回
収を行う。更に車輌駆動のエネルギーを補うために太陽
電池を装着する。
の電気分解によって水素と酸素を製造する従来公知の方
法を何ら制限されることなく用いることが出来る。純水
にアルカリ金属水酸化物、例えば水酸化カリウムを溶解
した溶液に電極を挿入し電流を流して、両極で発生する
ガスの混合を防ぐため両極の間に荷電或いは無荷電の隔
膜を配する方法で、望ましくは陽イオン交換膜に電極触
媒層を形成して、純水を供給し電気分解により水素と酸
素を製造する方法が用いられる。
されることなく用いることが出来る。鉛二次電池、カド
ミウム二次電池、水素吸蔵合金を用いた二次電池、リチ
ウム二次電池、リチウムイオン二次電池などがその例で
ある。電流は直流パルスを用いた場合が理由は明確では
ないが水素発生の効率が高い。パルスの周波数は10乃
至10000サイクルで、好ましくは50乃至5000サイクルで
ある。パルスの通電時と無通電時の時間は10000:1乃
至1:100で好適に選択される。
に陽極で発生する。これを水素ガスと混合して内燃機関
に供給することは特開平10−1684に記載されている。し
かし、内燃機関における水素燃焼の効率は発生した酸素
と水素を混合して用いると理由は明らかではないが低
い。また燃焼温度が高くエンジンが焼き付く場合があ
る。本発明においては水素の燃焼効率を高め、持続させ
るために、発生した酸素ガスに空気を混合して内燃機関
の燃焼室に導入して内燃機関を駆動させることによりこ
の問題が解決することを見出した。酸素ガスと空気の混
合比は0.1乃至10であることが望ましい。
生装置からの水素だけではエネルギー的に不足する。補
助的なエネルギーが必要であり、太陽電池によって発電
をしてこれに充てることが出来る。ここで用いられる太
陽電池は従来公知のものを何ら制限されることなく用い
ることが出来る。単結晶シリコン、多結晶シリコン、ア
モルファスシリコン等に代表される無機半導体のpn接
合に基ずくもの、酸化チタンなどの多孔質無機半導体と
有機色素による湿式太陽電池も用いることが出来る。
有機化合物の蒸気を存在させて内燃機関に供給すること
が出来る。有機化合物としてはメチルアルコール、エチ
ルアルコール、ヘキサン、へプタン、ガソリン類から選
ばれた少なくとも一つ以上の化合物及びそれらの混合物
が好適に用いられるが、特に制限されるものではない。
これらの有機化合物の添加は車輌のスタート時、登坂、
及び加速時などのそれぞれの走行状況に即した十分な駆
動力を必要とするときに使用するのが好ましい。
ないが、在来のレシプロエンジンが含まれるが、望まし
くは低燃費型ロータリーエンジンに適用したときに経験
的に極めて高い効率が得られる。
走行時には発電機として機能し、二次電池の充電をし、
また、加速、登坂時には駆動モータとして機能する。
車の二次電池を水電解により発生した水素を燃焼する内
燃機関に置き換えて走行するものに相当し、駆動モータ
の配置は変わらないが、特にフロント式・リヤ式が合体
したハイブリッド形式のシリーズ型の変形となる。ま
た、モータがホイール内蔵式の場合は本発明の車輌は電
気自動車同様の斜め走行、横移動などが可能である。
連結してフロント駆動モータを回転させることにより内
燃機関の負担が軽くなり、通定の車輌を駆動するエネル
ギーより少ないエネルギーで車輌を駆動することが出
来、高いエネルギー効率が得られる。一般的な内燃機関
のみではエネルギー効率は約39%であるのに、発電機
を接続することでエネルギー効率を約80%まであげる
ことが可能である。
ジンを搭載した二輪以上の内燃機関駆動車に用いること
が出来る。
し、その発電した電気エネルギーを二次電池2に充電
し、該二次電池の電気エネルギーで水電解装置3を用い
て水素を発生させ、内燃機関5に供給するフローを示
す。
合装置4に入り、水素ガス中に蒸気として有機化合物が
混合され水素ガス流路15を通り内燃機関5に供給され
る。水素と同時に発生した酸素は酸素流路16を通り吸
気化器17に入り、空気と混合されて内燃機関5に供給
されて内燃機関が始動する。同時に駆動車輪軸10と直
結された発電機6が駆動し、発生電気エネルギーは車輌
の駆動用電源としてフロント駆動モータ7に送る。
ータ車輪軸12が駆動し、その駆動力が車輌駆動車輪軸
11に直接伝達され車輌は走行状態となる。
9が作動し、内燃機関5の動力とフロント駆動モータ7
の動力の相乗効果で車輌が走行する。
電池はフロント駆動モータ7の補助電源及び車輌の制御
用電源ともなり、発電機6の発生電気エネルギーのう
ち、フロント駆動モータ7の駆動の際に発生する余剰電
力及びフロント駆動モータ7の非駆動時における発電機
6の発生電気エネルギーは二次電池2に充電する。二次
電池2の電流は水電解装置3に供給される。
ート、加速、登坂時に不足するので、自動バルブ13に
より補助剤混合装置4に導かれ有機化合物の蒸気を存在
させ、内燃機関5に供給される。
し、また車輌を駆動する。これは後部車輪軸14に接続
される。
解装置3において水素を発生させ、水素は水素ガス流路
15を通り自動バルブ13により、補助剤混合装置4に
入り、有機化合物蒸気を含み内燃機関5の吸気化器17
に入り、一方水電解装置で発生した酸素は酸素流路16
を通り吸気化器17で空気と混合し、内燃機関5の燃焼
室に入り、車輌を駆動させる発生ガスの流れを示す。
イアウトを示す。
せず、在来の設備により車輛の運転が可能となり、且つ
車輛の有害な排気ガスを著しく低減できる。
生ガスの流れの概略。
Claims (5)
- 【請求項1】二次電池からの直流パルス電流により水を
電気分解して生じた水素と酸素を分離し、該酸素に空気
を混合して、各々を内燃機関の燃焼室に導入して該内燃
機関を駆動し、そのエネルギーを主な動力源とし、同時
に該内燃機関に発電機を連結して発電した電気エネルギ
ーで車輌駆動モータを駆動して、内燃機関と駆動モータ
双方の動力で走行し、余剰の電気エネルギーで該二次電
池を充電することを特徴とする低公害ハイブリッド車。 - 【請求項2】請求項1の二次電池に充電するための太陽
電池が装備された低公害ハイブリッド車。 - 【請求項3】水の電気分解で生じた水素に常圧で沸点が
150℃以下の有機化合物の蒸気を存在させて内燃機関に
供給することを特徴とする請求項1の低公害ハイブリッ
ド車。 - 【請求項4】請求項2の有機化合物がメチルアルコー
ル、エチルアルコール、トルエン、ヘキサン、へプタ
ン、ガソリン類から選ばれる低公害ハイブリッド車。 - 【請求項5】請求項1の内燃機関がロータリーエンジン
であることを特徴とする低公害ハイブリッド車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002026565A JP2003227363A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 水素を補助剤と共に燃料とした低公害エンジン駆動車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002026565A JP2003227363A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 水素を補助剤と共に燃料とした低公害エンジン駆動車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003227363A true JP2003227363A (ja) | 2003-08-15 |
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ID=27748357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002026565A Pending JP2003227363A (ja) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | 水素を補助剤と共に燃料とした低公害エンジン駆動車 |
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Country | Link |
---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
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- 2002-02-04 JP JP2002026565A patent/JP2003227363A/ja active Pending
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