JP5647364B1

JP5647364B1 - ロータリーピストンエンジン車のエンジン機構。

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Publication number: JP5647364B1
Application number: JP2014071039A
Authority: JP
Inventors: 寛治泉
Original assignee: 寛治泉
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015193679A

Abstract

【課題】温室効果ガス削減策とする植物の炭素Ｃを使用して、ロータリーエンジン搭載車内で水素に代わる燃料を生成して、生成した燃料(合成ガス)のガスの畜ガスタンクを設け、前記タンク容量を大きくして低圧貯蔵タンクにし、かつ、車が大破する様な事故時に爆発しない構造を提供する。【解決手段】補助燃料タンクからの補助燃料によって燃焼されるロータリーピストンエンジンと、該エンジンのローターハウシングに水を導入管から供給する水供給手段を設けて、水を水蒸気にし、この水蒸気に炭素を供給して、エンジンの燃焼行程の熱を利用して、吸熱反応化させて燃料のガスを生成し、生成したガスを溜める畜ガス手段を備え、この畜ガスと前記補助燃料とを切り替えて、該エンジンに供給する、切換え手段を備えた構造とする。【選択図】図１

Description

水素ロータリーピストンエンジン車をベースとした、ロータリーピストンエンジン車の燃料生成、畜ガス、燃料の使用制御システムを有するロータリーピストンエンジン車のエンジン機構に関する物である。

温室効果ガスが地球温暖化の大きな要因であり、温室効果ガスを削減すべきである・・と考えるのは世界共通の認識であるが、具体的数値目標を・・と言う段階に成ると国際価格競争時代の今、温室効果ガス削減コストを掛ける事になるので話が進展していないのが現状である。
一方貧資源国の我が国で、山林業は安い外材に押され働いた見返りとしての収入だけでは生活できないため放置され、間伐や下刈りがされていないのが現状で、前記山林はわが国土の４８．９％（２０１３年日本の統計による）占めている、一昔前は貴重なエネルギー資源であったものが放置されている状況を目にする事が多くなっている。
他方米作農家はＴＰＰ問題とか、消費者の米離れもあり、先祖代々苦労を積み重ねて作られた「田んぼ」を放置し「ぺんぺん草」を生やしている所を目にするのが多くなっていると感じている、又米作専業農家も「田んぼ」を１年の１／３しか使わず後の２／３を遊ばしている、此のこと（山林、「田んぼ」）を価値ある品物を作る私企業の工場として考えて、私企業の工場の稼働率換算に置き換える角度から見れば、自国の価値ある品物を作る工場は遊ばして、他国の品物を買っているので、こんな稼働率の悪い私企業の工場はとっくに倒産していると思えてくるのが現状である。

特開２００３−２０６４８９木質バイオマスガス発電。特開２００５−１４１９１０高温作動型電池の排出ガスに燃料及び水を混合して発電装置のエネルギーとした物。特開２０１０−２５９３０８蓄熱利用による電池エネルギーの節約。特開２００７−２１１６０８水素エンジンの制御装置特開２０１３−０５００４０ロータリーピストンエンジン特許４６０９７１８水素ロータリーピストンエンジンの燃料噴射装置

木質バイヲマスの乾留により生成する木質ガスと木質炭の燃焼ガスを生成した可燃性ガスとを混合均一化した可燃性木質ガス、またはそれらのガスの一方又は双方を混合均一化した燃料ガス、および、これを利用したガス発電に関する物（例えば特許文献１）がある。

高温作動型電池の排出ガスをその反応熱を熱交換により間接的に利用するだけでなく、排出ガス自体に更に利用するだけでなく、排出ガス自体に更に燃料及び水を混合して合成ガスを再びエネルギー利用することで、更に高効率な発電装置システムに関する技術（例えば特許文献２）がある。

車載バッテリーの充電制御器が給電側の電流能力の情報をＩＣタグなど用いて知ることにより給電側の最大の電流量、あるいは充電制御器の最大充電量で充電を行う事が出来る。又給電ケーブルが繋がっている時にモーター等の主機能力には電源を繋がずに、エヤコンや蓄熱機などの補機動力だけに電源をつなぐ構成として、走行前に予めエヤコンを作動させ希望の温度にしておくこと、蓄熱器を作動させて、蓄熱材に熱を蓄えておき走行中にこれを用い冷暖房の為の電池エネルギーを節約することに関する技術（例えば特許文献３）がある。

圧縮行程中に水素を供給する圧縮行程供給と、吸気行程中に水素を供給する吸気行程供給と、排気ガスを吸気系に還流させる排気ガス再循環とをエンジン回転速度に応じて使い分けることによって、プリイグニッションを抑制しつつ出力トルクを向上させるようにしたことに関する技術（例えば特許文献４）がある。

燃焼行程では理論空燃比よりもリーンな混合気が燃焼され、ローターの外周面に形成されたリセス内に乱流生成部材が設けられ、トレーリング側点火プラグが、短軸から圧縮トップのときのローターのトレーリング側頂点までのトレーリング側燃焼室の長さをＬとしたときに、短軸から（Ｌ／２）以上離れた位置に配置されていることに関する技術（例えば特許文献５）がある。

水素ロータリーピストンエンジンの燃料噴射装置であって、水素ロータリーピストンエンジンの作動室を形成するローターハウジングに取り付けられ、水素ロータリーピストンエンジンの作動室に水素を直接噴射する水素インジェクタと、この水素インジェクタが作動室内に圧縮行程中の所定のタイミングで水素を噴射するように噴射タイミングを制御する水素噴射タイミング制御手段と、水素インジェクタからの水素が、水素ロータリーピストンエンジンの低回転域では圧縮行程の作動室のリーディング領域に向かって流出し、高回転域では圧縮行程の作動室の中央領域に向かって流出するように、水素の噴射方向を設定する水素流出方向設定手段と、を有することを特徴としている技術（例えば特許文献６）がある。

１．燃料を主に植物の炭素Ｃを使用して、温室効果ガス削減策とする
２．上記１．の燃料(合成ガス)の畜ガスタンクを設け、前記タンク容量を大きくし、かつ、車が大破する様な事故時に爆発しない畜ガスタンク構造を発明すること。

第一の発明は、
補助燃料によって燃焼されるロータリーピストンエンジンと、該ロータリーピストンエンジンのローターハウシングに水を導入管から供給する水供給手段と、供給された水が、ローターハウシングの熱で水蒸気化され、この水蒸気に炭素を供給するとともに、ロータリーピストンエンジンの燃焼工程後の排熱を利用して、吸熱反応化させて、燃料を生成し、前記補助燃料使用中に生成し続けるガスを溜める畜ガス手段を備え、この畜ガス手段の畜ガスと前記補助燃料とを切り替えて、ロータリーピストンエンジンに供給する、切換え手段を備えている構造の、ロータリーピストンエンジン車のエンジン機構を提供する。

前記燃料生成手段はロータリーピストンエンジンのロータリーハウジングの内外壁間に通水路Ｋを設けて、水Ｈ_２Ｏを水蒸気にするかあるいは水蒸気を加熱水蒸気にするかのいずれかの手段として設けており、
前記ロータリーハウジングの排気部から排気管路内に吸熱反応流路をもうけており、
前記吸熱反応流路に炭素を導入して、前記水蒸気か加熱水蒸気と、炭素を、吸熱反応流路にて反応させて、水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯ（合成ガス）を取り出しており、
前記合成ガスを畜ガスする畜ガスタンクを設けて、前記畜ガスタンクに畜ガスしながら当該ロータリーピストンエンジンの燃料として使用するシステムであるが、
前記燃料の不足分にサブタンクを設けており、サブタンク燃料を使用する複合燃料方式をとっている、
しかし前記サブタンク燃料を使用している間に主燃料である水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯ（合成ガス）を生成していると生成した生成ガスを畜ガスする必要があり、本願は畜ガス手段の畜ガスタンクを設けており、サブタンク燃料を使用している間は主燃料である水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯ（合成ガス）を生成し畜ガスタンクに充填し続けている、
従って畜ガスタンクの設定上限まで充填されると燃料切換えバルブで合成ガスを畜ガスタンク経由での使用に切り替え前記畜ガスタンクの設定下限に成るとサブタンク燃料を使用する燃料切換え手段を設けたシステムとしている。

第二の発明は
第一の発明に記載のロータリーピストンエンジンのエンジン回転力をそのまま動力発電機の発電動力とした事を特徴とする、ロータリーピストンエンジン車のエンジン機構を提供する。

前記は第一の発明に記載のロータリーピストンエンジンのエンジンの回転力を動力発電機の発電動力とするかあるいは、火力発電のタービンを回す役目を終えた水蒸気と、新たに投入する炭素をロータリーピストンエンジンの吸熱反応流路に導入して生成したガスを畜ガスタンクに畜ガスし、動力発電とするかのいずれかの手段で第一の発明に記載の前記サブタンク燃料の代替として動力源とする、動力発電機である。
*この合成ガスを生成し、生成した合成ガスを燃料として使用する内燃機関を火力発電機の代替として使用出来る事が、今（２０１４年)のエネルギー問題解決策の筆頭にあげうる案件であり、この案件を実施される事が大きな効果を生む。

水Ｈ_２ｏと炭素（Ｃおもに植物系）とを熱で反応させて、水素と一酸化炭素の混
合気体を取り出すシステム自体は本願発明の基軸ではなく、本願発明の基軸は、
前記ロータリーピストンエンジンの排(廃)熱の化学反応の過程で発生するロスエネルギー分の合成ガスを補助燃料に切換えて補助燃料でガスを生成し、生成した合成ガスの畜ガス手段を設けて畜ガスしており、前記メイン燃料の合成ガスと補助燃料使用とで必要燃料を賄う構成にしておる事である。

現存水素ロータリーピストンエンジン搭載車の燃料タンク満タンからの走行距離を少なくとも２倍の３〜４００Ｋｍに伸ばせた。

この合成ガスを生成し、生成した合成ガスを燃料として使用するロータリーピ
トンエンジンを火力発電機の代替の動力発電として使用する事が、今（２０１
４年)のエネルギー問題解決策の筆頭にあげうる案件であり（２０１１年の電気
事業連合会の統計によると、日本の総発電量の約８２％が火力発電であり、真
夏電力需要ピーク時の節電要請が各電力会社から出ている現状であり）この案
件を実施する事は電力供給に大きな経済効果を生む、（電気の供給量の拡大な
くして産業の発展は無い)更に構成する機器材の生産による、経済効果迄含めれ
ば、測りきれない効果(雇用・設備投資・ランニングコスト部分、マスコミを媒体している企業、その他の業種等々)がある。

温室効果ガスＣＯ２の排出枠の買い取りビジネスが活性化する中、日本の買い取り金額の試算では約１兆数千億円で、この買い取り金額を数十％削減出来る。

内燃機関のエネルギー効率は、車のエヤコンに使用する位で、熱エネルギー効率は「０」に近い、しかし爆発時のエネルギーを使用しているので、直感で表現すれば３０％程度である、この爆発時の燃焼で発生する、捨てられ、かつ、邪魔物扱いされていた、熱エネルギーを利用してロータリーピストンエンジンの燃料を生成するエネルギーにしている事、即ち燃費が悪い事が欠点（燃料の圧縮比が低い）であった欠点をこのシステムで活用したことが、大幅な燃費改善に繋がった。

上記ロータリーピストンエンジンの燃料を生成する原料は水Ｈ_２Ｏと炭素Ｃであり、前記炭素を再生可能な植物を主原料とし、さらに、汚泥や食品製造時に出る、産業廃棄物に近い物から作る物質(例えばメタンガス、バイオエタノール)であり、前記植物を主原料とした補助燃料とする事は、植物は炭酸ガスＣＯ_２を吸って、酸素Ｏ_２を出すので京都議定書では、プラス、マイナス「０」とされていて、地球温暖化防止に大なる貢献が出来る。

前記植物を主原料とする事は放置されていた山林や「田んぼ」を価値ある物を作る「稼働率」のよい工場に出来る、此のことは、農業、林業に活力を与える。

化石エネルギーの価格変動（及び為替レート変動）に日本の経済が影響される割合が少なくなる。

内燃機関のエンジンブロック冷却水路及び冷却水配管を含むラジエターが不要になる。

貧資源国日本の国内資源の有効活用には、捨てられている塵を少なくとも１０種類前後の分別収集する法立を作れば、更なる化石エネルギーへの依存度を少なくする効果がある、此のことは自国の資源と成り得るものは、目先のコスト面のみの考察ではなく、上記分別収集法にて、最大限に活用する法整備と国民の理解を得るマスコミを媒体とする方策が必要であり、完全実施されればコスト面でも化石エネルギーに劣らないものとする事が出来る効果がある。(参考、ドイツでは塵を１２種類に分別収集している。）

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、又は本願発明で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。
又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。
又本願は温室効果ガス排出削減と、我が国の林業・農業の振興策と、更に電気の供給体制に寄与する事を目的とした範囲の広い案件であるので、構成する構造やエンジン細部の構造等で当業者の常識となっている部分の詳細説明は省略している所もあり、

本願は製品化されている水素ロータリーピストンエンジンの改善発明であり、前記水素ロータリーピストンエンジン構造（機構）の上に構成されている案件である。

水素ロータリーピストンエンジンは水素を燃料として、前記エンジンての
回転力を燃費の良い状態で運転して、その回転力で発電し、得られた電力を蓄電部に蓄電して、前記蓄電した電力を自動車の推進力（動力）にしている構造である。
従って水素ロータリーピストンエンジンで発電する事は現存技術である。

Ａ．ロータリーピストンエンジンで水と炭素を前記エンジン内にてＨ_２とＣＯの合成ガスとする概略構造図。Ｂ．合成ガス生成のロータリーピストンエンジ部と吸熱反応流路部の概略斜視図。Ａ〜Ｆ図１Ａ．の貯ガスタンク設置要領の数種の貯ガスタンク設置例図。Ｈ．貯ガスタンクの１単位のボンベの部分断面・及び当該ボンベのガス出し入れ管路部分図と部分断面図。ｉ．タンク包括体保持・離脱要領図。Ａ．図１．ＢのＡ−Ａ断面図。Ｂ，図１．ＢのＡ−Ａ断面図で、Ａ．のＨ_２Ｏ供給管に蒸気と炭素を加圧挿入するタイプの断面図。図１．ＢのＡ−Ａ断面図部の吸熱反応流路部の排気管とガス生成管の構造を複数の細管で構成した概略構造例図。Ｍ社の水素ロータリーエンジン概略図。特開２００７−２１１６０８に記載の物。Ａ，同上ローターの電子制御、水素噴射構造概略図。Ｂ，Ａ，図のＤ−Ｄ断面図。管材への溶射プラズマジェツト図。合成ガス輸送管の概略図（枝管合流部を含む）。ガス管成形及びガス管内面セラミック・クロム等の耐熱，耐食材のプラズマ溶射機の溶射構造イメージ図。小型炭素生成器の１例図。世界の化石燃料による，２酸化炭素放出量統計の過時年を捉えた年単位の棒グラフ。国土利用状況。

上記第一の発明の燃料生成、畜ガス、供給システムを有するロータリーピストンエンジン車のエンジン機構を自動車・船舶・鉄道の内燃機関車・建設機械・軍需兵器の車両・軍需兵器の船舶等々の運搬機器に搭載する形態での実施であり、
上記第二の発明のタービンを回す役目を終えた水蒸気と新たに投入する炭素をロータリーエンジンの吸熱反応流路に導入して燃料不足分に充当する構成にして現有の火力発電設備に併合する併合形態に出来る。

内燃機関の熱効率は阻害要因となっていて熱を廃棄する為のラジエター等を設けているので熱効率はゼロに近いもので有るが、瞬時に燃焼させて発生する爆発エネルギーを使用しているので、エネルギー効率として見るとき３０％程度と考えられているが、この効率ＵＰすなわち省エネすることが大切である。

内燃機関のエンジンブロックに吸熱反応流路を設け、水Ｈ_２Ｏと炭素Ｃとを内燃機関の排廃熱にて反応させて水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯの混合気体を取り出し、それらの水素と一酸化炭素の混合気体を内燃機関の燃料とする、ロータリーピストンエンジン合成ガス生成機構および内燃機関合成ガス生成方法であるが、合成ガスをガソリンあるいは軽油、重油の代替燃料に・・・と考えたことは、どのメーカーでもあると思っている、しかし水素も一酸化炭素も非常に危険（爆発、毒性を有している）従って、液化しての運搬手段（可搬性）、安全規格をクリアーする液化ガスの容器の重量に対する内容量の割合が悪い、更に車が大破する様な事故による爆発の問題があり、手がだせなかったと推測する。

この問題を解決する本願の手段は、
＊消費燃料をタンクに満タンにして走行に必要な燃料全部を賄うのではなく、燃料生成過程でのエネルギーロス分の補充にサブタンクを設けて、前記サブタンクの燃料を石油液化ガス（天然ガス含む）、ガソリン、バイオエタノール等、あるいは合成ガスかの何れかを、エネルギーロス分の補充用サブ燃料として使用し合成ガスを生成し畜ガスタンクに畜ガスする、複合燃料補給構造を採用している事（この蓄ガス圧力を考慮した畜ガスタンクの設置位置と車が大破する様な事故時に対応出来る構造部を手段として設けた事が、本願を「実施可能案」にした大きなポイントである）である。（図１，図２参照）

前記貯ガス、畜ガスタンクに生成された合成ガスを（圧縮ガスの状態で）一定量ためる、一定量ためる間は補助燃料タンクのメタンガス、ブタンガス、ガソリン、バイオエタノール等、あるいは、合成ガスかの何れかを使用し、生成された合成ガスの貯ガス量が一定量に成ると合成ガスに切り替えて、合成ガスを生成しながら畜ガスタンクの合成ガスを使用し、前記タンク容量が「０」に近くなると、補助燃料タンク使用に切り替える、複合燃料方式をとり、合成ガスの車載量（タンク重量も含む）を少なくしている手段を設けている、

第一の発明の燃料生成手段はロータリーピストンエンジンのロータリーハウジングの内外壁間に通水路Ｋを設けて、水Ｈ_２Ｏを水蒸気にするかあるいは水蒸気を加熱水蒸気にするかのいずれかの手段として設けており、
前記ロータリーハウジングの排気部から排気管路内に吸熱反応流路をもうけており、
前記吸熱反応流路に炭素を導入して、前記水蒸気か加熱水蒸気と、炭素を、吸熱反応流路にて反応させて、水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯ（合成ガス）を取り出しておる手段である。

更に前記吸熱反応流路に触媒（Ｎｉが主流）を対峙させ２００°〜３００°程度の熱で前記吸熱反応させる燃料生成手段もある。

第一の発明の補助燃料貯蔵供給手段と畜ガス燃料と補助燃料を切換えて使用する手段は、燃料の不足分を本願ではサブタンクを設けて、サブタンク燃料を使用する複合燃料方式をとっている、
しかし前記サブタンク燃料を使用している間に主燃料である水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯ（合成ガス）を生成していると生成した生成ガスを畜ガスする必要があり、本願は畜ガス手段の畜ガスタンクを設けており、サブタンク燃料を使用している間は主燃料である水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯ（合成ガス）を生成し畜ガスタンクに充填し続けている、
従って畜ガスタンクの設定上限まで充填されると燃料切換えバルブで合成ガスを畜ガスタンク経由での使用に切り替え前記畜ガスタンクの設定下限に成るとサブタンク燃料を使用する燃料切換え手段を設けたシステムとしている。

第二の発明のロータリーピストンエンジンのエンジン回転力を動力発電機の発電動力としており、第一の発明に記載の前記サブタンク燃料を使用とするか、あるいは前記サブタンク燃料の代替として、火力発電のタービンを回す役目を終えた水蒸気と、新たに投入する炭素をロータリーピストンエンジンの吸熱反応流路に導入して生成したガスを畜ガスタンクに畜ガスし、燃料不足分に充当することで動力発電として使用するものである。

図１を説明すると、１図に記載の車は商用車フロントエンジンタイプ商用車に本願の構造を設置した概略構成図であり、フロントエンジンルームに設置した水素ロータリーピストンエンジンから排気管部に設けた吸熱反応合成ガス生成部でガスを生成して、取り出した合成ガスを上部に設けた貯ガスタンクＭＴに貯ガスして当該水素ロータリーピストンエンジの燃料として使用し、ガス生成過程のエネルギーロス分をサブタンクＳＴの燃料に切り替えて使用している、概略構成図。
＊安全性の問題であるが゛軍事用に使用されている、発泡ポリエチレン（対弾丸性が大きい特性がある）、ボロン繊維強化プラスチック、衝撃緩衝材の何れかに他種の樹脂を積層するとか、あるいは前記発泡ポリエチレン、ボロン繊維強化プラスチック、衝撃緩衝材等の内の複数の組み合わせに他種の樹脂を積層するかして崖から転落しても破損しない性状の樹脂を前記タンクＭＴ（１個〜複数個）にコーティングするか、ほぼ全面に固着して（あるいは１〜複数の包括体として）設ける。

図２Ａ．は図１ＡのＡ−Ａ断面図であり、本図は一例として合成ガスタンクを
円筒形状の物ＭＴＢ４本を、発泡ポリエチレン、ボロン繊維強化プラスチック、等の衝撃緩衝材ＨＰＥで１個の包括体にして車上部に固定保持しており、前記固定保持の固定保持具ＭＴ１で車上部に固着固定している固定具ＭＴ５に固着している状態図で、前記固定具ＭＴ５は車が大破する様な衝撃が掛かると前記Ｖ字状の切り掛けＭＴ６が集中応力により破断し、前記衝撃緩衝材の包括体ＭＴ３（タンク支持体ＭＴ２を一体としている）が前記固定具ＭＴ５から外れる（完全に外れ飛ぶのでは無く線体等で前記固定具ＭＴ５等に係止する構造を取ることが、前記衝撃緩衝材の包括体ＭＴ３が完全に外れ飛ぶ２次被害を回避する策と成るので好ましい形態である）。

上記衝突及び転落時の力が上記タンクに掛った時、１例として、事故時の戦闘機（飛行機）からパイロットが脱出する要領のタンク保持構造を設けて、車から外れ飛ぶ構造（一部は車と繋がっているのが望ましい）を設けており、車から外れ飛んだタンクは、前記タンク外面にコートあるいは全面に固着して設けている、発泡ポリエチレン・ボロン繊維強化プラスチック・衝撃緩衝材等ＨＴＰであり、衝撃力を吸収あるいは拡散されるので爆発しない構造である。
前記コーティングあるいは全面に固着する、発泡ポリエチレン、ボロン繊維強化プラスチック、衝撃緩衝材等は現時点では高価かも判らないが、２０００万台／年・（日本全体で）近く生産されているので、量産効果によりコストは低くなる。
更に＊アメリカテキサス州ヒューストンのシェールガスの発見により、ポ
リエチレンの価格が中東原油を使用しているアジア諸国の１７１７ドル／Ｔｏ
ｎがアメリカシエールガスでは３１６ドル／Ｔｏｎと約１／５と成っている、
（２０１３年時点）発泡ポリエチレン、ボロン繊維強化プラスチック、アミド
繊維強化プラスチック衝撃緩衝材等を上記シェールガスからのポリエチレンに
すれば、安価に調達できる。

図２Ｂは．リヤーエンジン車に上記衝撃緩衝材の包括体ＭＴ３を進行方行に対して直交する形にタンクを搭載した例図であり、Ｄ．Ｅ．図は搭載タンクの数及び形状には拘らない事を図示したもの、Ｅ，は車のルーフ部に前記タンクを前後方向の凹部に格納搭載しており、横面からの美観を良くした物、Ｆ．はキャビンの下にエンジンを搭載するタイプにＥ．と同様にタンクを設置している図であり、搭載するガスタンクＭＴＢ及びタンク包括体ＭＴ３の形状設置方向等は設置するタンク容量とガス圧力の関係での設計上の問題である。

図２Ｈは．上記ガスタンクＭＴＢ１個のみの場合のガス出入り口部の構造の部
分断面図であり合成ガス生成部Ｓから取り出されたガスはタンク開閉バルブＧＴｂｓｅｃ (一例として電磁バルブを通電時ＯＮ・非通電時ＯＦＦとなる接点回路としている)を経由してタンクに貯ガスされ、上記エンジン作動時には開閉バルブを作動させ、エンジンの燃料切換えバルブＣｂに導入する構造にしている概略図であり、この非通電時ＯＦＦとなる構造にすれば上記衝突及び転落時の力が上記タンクに掛り貯ガスタンクが外れ飛ぶ事態になれば電気配線もはずれ飛ぶので電磁バルブはＯＦＦとなりタンク内のガスは漏れ出ない構造である。
図２，Ｉは．車上部に固着固定している固定具ＭＴ５の両端部に弾性性状を有
する逆J状の係止固定構造ＫＲｓｅｃを設け、(下部図)車か大破する様な衝撃が掛かると、前記逆J状の係止固定構造ＫＲｓｅｃの逆J状の係止機能部が伸びてＨＰＥ体が上部に離脱する構造(上部図)にした１例図であり、前記車か大破する様な衝撃力が掛かるとＨＰＥ体が上部に離脱する機能を有する構造であれば、金属・合成樹脂・その他・材質および形状にはこだわらない。

上記貯ガス、畜ガスタンクであるが、安全基準内の構造と材質で構成されなければならないので、車上面部に設けて貯ガス、畜ガスタンクの貯ガス容積を大きく取れる構造にしたことで、蓄圧力を数気圧から１００気圧程度の低圧容器とする事が出来るので、水素高圧ガスタンクと比較すれば、水素高圧ガスタンクは重さの３．５〜４．５％の貯ガス量であり、タンク重量：貯ガス容積率は十数倍にできる。又貯ガスタンクの構造も低圧容器構造と出来る、更に材質をより安価なもので構成できる。

上記補足記載であるが、前記合成ガスはＣＯとＨ_２の概略物質量１：１の混合物である。気体体積は物質量に比例するので、一酸化炭素量＝水素量で気体は標準状態で２２．４Ｌ／ｍｏｌの体積である。（液体水素：高圧水素＝６：１の運搬効率）水素は１Ｌあたり３９ｇ（700気圧のタンク内重量）である。
＊水素の性質・拡散が早く漏れやすい・高い反応性・特に鉄鋼を含む金属を脆くする。

内燃機関内で合成ガスに生成する生成方法及び生成機構。
現存のロータリーピストンエンジンはガソリンと水素ガス及びブタン・メタン・灯油・軽油を燃料とする技術は出来ていて既にガソリン・水素ガス・灯油・軽油を燃料に出来る車は実在している。従って前記ロータリーピストンエンジンで、水素と一酸化炭素の合成ガスを燃料にする発明（改善）は容易である、前記ロータリーピストンエンジンは（吸気と爆発と排気の、ローターハウジング内での場所が異なる点と、大量の吸気・排気ポートを設置するスペースを持っている点等々）実現に最も近い位置に居るが（燃える物は何でも燃料に出来る）・（図３，〜図６参照）。
他の内燃機関でも燃焼サイクルの中で、吸気弁閉止後に合成ガスを直噴し、更に４サイクルエンジン（４気筒）での、吸気（吸気弁閉止後に合成ガスを直噴）→圧縮→爆発→排気のサイクルに吸気（合成ガス直噴なし）→排気のサイクルを追加した、６〜８気筒にして過早着火の問題を改善することで、合成ガスを燃料にする発明（改善）は可能である。
又他の内燃機関では、排ガスの排熱利用はされていないので、本願の排熱での合成ガス生成機構を採用し、貯ガスタンクに生成した合成ガスを貯ガスし、前記合成ガススタンドで買い取らす手法も「エコ」であり、炭素のニーズを高くするので、炭素調達コスト低減につながる。

図３Ａ．は図１，ＢのＢ−Ｂ断面図で、エンジンの水素対応構造部の説明は図６に記載しており後述する。
ロータリーピストンエンジンロータリーハウジングの内壁と外壁間に少なくとも１／２周する通水路Ｋを設けており、１方の、水の導入管からは水を前記ロータリーハウジングの内壁と外壁間の通水路Ｋに送り込み、前記水が燃料の燃焼熱で吸気→圧縮→爆発→排気工程部に当接する通水路を通る過程で水蒸気Ｊとなり吸熱反応流路部Ｓへ送り込まれ、炭素Ｃ挿入管より炭素が挿入される、
他方のロータリーピストンエンジン内に空気Ｏ_２が送り込まれ、次に燃料の合成ガスタンクＭＴＣかサブタンクＳＴの燃料（ブタン・バイオ燃料・合成ガス等の何れか）がエンジン内に送り込まれ、→圧縮→爆発→排気Ｅ_Ｘとなり、吸熱反応流路部Ｓへ送り込まれる、３図の記載では前記排気Ｅ_Ｘは吸熱反応流路部Ｓの管中央部を流れ、水蒸気Ｊと挿入された炭素は熱反応流路管ＭＳの管壁面に接してコイル状に設けられた合成ガス生成管を流れ、前記管中央部を流れる排気Ｅ_Ｘの熱で合成ガスに生成されて取り出し管から取り出され貯ガスタンクＭＴへ移送される構造の1例概略図である。
図３Ｂ．は図３Ａ．の水（Ｈ_２Ｏ）の導入管部に水蒸気Ｊと炭素Ｃの混合体を前記ロータリーハウジングの内壁と外壁間の通水路Ｋに送り込み前記吸熱反応流路管ＭＳの管内壁面に接してコイル状に設けられた合成ガス生成管を流れ、前記管中央部を流れる排気Ｅ_Ｘの熱で合成ガスに生成されて取り出し管から取り出され貯ガスタンクＭＴへ移送される構造概略図である。

図４は図３の熱反応流路管ＭＳの管内壁面に接してコイル状に設けられた合成ガス生成管路をストレートの細い管にして設け、前記細い管と細い管の間を排気Ｅ_Ｘが流れる構成にしたものであり、又吸熱反応流路の設計は排気ガス処理システムで触媒を対峙させて排気を無害化させるシステムで多種実用化されているので、その構造構想を適用しても良い。

ロータリーピストンエンジンのロータリーハウジングから燃焼排気管路に至るロータリーハウジンの内外壁間と燃焼排気管路に通水路と水と炭素との吸熱反応流路を設け、前記流路の注水口に、水と炭素とを加圧注入し、水素と一酸化炭素の混合気体（合成ガス）を製造する、内燃機関合成ガス生成機構および内燃機関合成ガス生成方法のエンジンの燃焼排気管路に合成ガス生成の吸熱反応流路部を設けた概略１例図、この時の加圧圧力は概略５Ｋｇ／ｃｍ^２程度である。（図３Ｂ参照）

図５は特開２００７−２１１６０８の水素ロータリーピストンエンジンの制御装置を示す概略図である。
図６は水素ロータリーピストンエンジンの電子制御噴射弁ＥＣＨ２の主構成を示した図であり前記電子制御噴射弁は、例えば１００ＫＷの出力を得る為には２３００ＮＬ／ｍｉｎの大容量を噴射する必要がある、上図の２個の噴射弁を設けて大容量を噴射している。
さらにローターハウジング側面に大容量の吸気口ＡＰと排気口Ｅｐを設け、更に爆発室を爆発寸前時に２分する構造にしており２個の点火プラグを設けている図。

水と炭素とを熱に反応させて水素と一酸化炭素の混合気体を取り出す方法は、化学工場で多く採用されているシステムで、例えばアンモニア製造途中工程で、水素と一酸化炭素の混合気体を製造していて、水素はアンモニア製造工程へ、一酸化炭素は、液化ニ酸化炭素ＣＯ_２に加工して、製品（生ビールの泡だて用等）として販売している、従って水と炭素とを熱で反応させて、水素と一酸化炭素の混合気体を取り出しており、前記合成ガス製造に係る技術は確立され実用化されている。

エネルギー効率の問題である＝エネルギー効率ＵＰすなわち省エネである、
発電用ボイラーの熱効率は大体４５％と言われている、又内燃機関の熱効率は阻害要因となっていて熱を廃棄する為のラジエター等を設けているので熱効率はゼロに近いもので有るが、瞬時に燃焼させて発生する爆発エネルギーを使用しているので、エネルギー効率として見るとき３０％程度と考えられているが、この効率ＵＰすなわち省エネすることが大切である。

エンジン内で水蒸気→排気管路で化学反応→一酸化炭素と水素の合成ガスを生成し当該エンジンの燃料として使用するサイクルであるが、この案の懸案事項であった、
１．事故時の容器破損問題これについては図１，図２に記載している、
合成ガスタンクの設置場所を車のルーフ部に設けている事。
２，上記貯ガスタンクの外面を図２に記載しているように、ポロン繊維強化プラスチック若しくは発砲ポリエチレン、（前記部材は対弾丸性があり軍事兵器に使用されているもので、一例としては軍隊の水面移動用ゴムホートの外面に発砲ポリエチレンを固着しており、ライフル銃等で狙撃された場合、弾丸は前記ゴムホートに穴を空けられない程の対弾丸性を有している）を、前記タンク部を覆う形に固着成形するとか、あるいは、塗布、あるいは、他の合成樹脂材と、多層コーティングして、車が転落、大破する様な事故時に、車の車体から分離するタンク分離構造を設け、跳ね飛んでも爆発しない構造にしている。（遠くに飛び過ぎない係止構造を設けるのが良い）
３．前記タンクの出し入れ管の車ボディとの分離構造の一例として、電磁バルブの接点構成で通電時はＯＮ．非通電時はＯＦＦと成る電磁バルブシーケンス回路を使用し、合成ガスタンクが車のボディから飛ぶ衝撃力が掛かると前記タンクのガス出し入れ管が抜けて（あるいは破損して）も、電磁バルブの作動によりタンクからのガス管路は閉じる構造にしている。（図２．Ｈ参照）

近年ハイブリッド車・１００％電気の電気自動車が脚光を浴びている。
しかし自動車のほとんどを電気エネルギーとすると、家電を始めとする電化のスピードに追従させるのが一杯の電力供給事情に追い打ちを掛ける「福島原発」の問題もあり、電力供給設備の拡充は早急に解決すべき課題と成っている。しかしながら国民は原子力発電所の建設または再稼働問題については、原発を廃止すれば、電力料金の負担が増える事もあり、賛成方向に理解していても、原発廃棄物の処理方法が判らない現状では反対意見が多いと私は理解している、更に世論は脱ダム方向に向いている、従って電力供給設備の拡充は火力発電及び自然エネルギーによる物のウエートが非常に高くなるのは、必死の情勢である。従ってＣＯ₂排出を抑えた電力発電設備を拡充することが早急に解決すべき問題である。

特に近年山崩れ等の土砂災害が多く発生している、この問題は山林の管理が出来ていないことが大きな原因になっていると言われている。
ここ数十年外国から安価な木材が輸入され、林業従事者は極端に減少し山林は間伐されず、又松枯れ等害虫に蝕まれた枯木は放置されたままである。
その他バイオエタノール製造時に排出される絞りカス（食物繊維＝セルローズ）、農産廃棄物＝籾殻、稲藁、麦藁麦殻等々の廃棄・放置されている資源を、エネルギーとして活用することが必要である、
更に農業の活性化であるが、「田んぼ」の殆どは農業用水路が整備されており、更に長年施肥をしていて、肥沃な農地となっている、これを遊ばしておくのは、あまりにも「無駄」である、この「田んぼ」に例えばパルプ材料となる「ケナフ」、養蚕の「桑」を植えるとか、あるいは水の補給が十分に出来る所は、南米のウルグアイが行っている「ユウカリ」をうえるとかするのも1つの案であり、前記農産廃棄物を含めた炭化出来るものを、農家が片手間で出来る小規模な炭化装置（図１０参照）を複数軒に１個貸与使用させることとか、更に里芋の様に水の供給が十分に出来る場所ではよく育つ「バイオエタノール」に成り得るものを植えるとかするのも一策である。
また香川県で春に「麦」が植えられているのを見て、珍しいのでなんで「麦」なの？と、尋ねたら「讃岐うどん」にはこれ!、といっていて、「麦」には拘らないがこれをヒントにした農地の活用法もあると思えるのであります。

２０２０年迄に温室効果ガス（ＣＯ_２）の排出を２５%削減しようと言う目標も囁かれている中で、世界中がこの目標にどうやって到達するか凌ぎを削っている、このＣＯ_２排出の主役は内燃機関からの排出と、日本の発電量の約８２％（２０１２年電気事業連合会統計）を占める火力発電のボイラーからの排出である、これらのＣＯ_２は、石炭・石油・天然ガスを始とする化石燃料の使用による物であり、石炭・石油・天然ガスを始とする化石燃料は限りある資源であり、言うまでも無く再生産不可能な資源である。

京都議定書によれば、植物の炭素Ｃの燃焼等により生成される炭酸ガスＣＯ₂は植物の炭素同化作用で消費される為プラスマイナスゼロでありＣＯ_２排出量としてカウントされない約束に成っている、従って化石燃料の炭素の消費を、植物の炭素にシフトしていき、温室効果ガスＣＯ_２排出の２５%削減を早期に達成するには、上記合成ガス生成サイクルの案を実現するのが最良と思う。（環境省２０１０年資料によると、温室効果ガスＣＯ_２は全世界で３０３億ｔを排出しており日本はその３．８％である）

例えば１３ｋｍ／Lの車で年間１３０００ｋｍを走行すると１０００Ｌ（約０．
９トン）のガソリンが必要この燃焼により、約２．７トンのＣＯ_２を排出している。
ＣＯ_２排出量取引価格は２０〜４０ドル/トンの近辺になる可能性が大きい。

太陽光発電(ソーラー発電パネル使用システム・太陽光集光し、熱で蒸気発生→発電)が今後の発電の主流になる日はそう遠くない、しかしながら太陽光発電は夜・雨・曇りと２４Ｈフルタイム発電出来ないのが欠点で、太陽光発電のみで賄うには大容量の蓄電設備が必要で、又日照率の良い場所（例えば年間降雨量の少ない砂漠が筆頭候補）となると厖大な送電・受電設備が必要である（前記大容量の蓄電設備・厖大な送電・受電設備には、日本が発明した超伝導があり、すでに実験プラントが試稼動中であり、この度１,１００, ０００Ｖの国際規格も国際承認を得た段階であるが、想定コストとの格差が問題とされている）。
そこで本願発明の燃料製造機構を併用し、太陽光発電可能時間以外は短時間稼動可能なロータリーピストンエンジン発電とすれば、温室効果ガスＣＯ_２の排出削減は、より早期に達成出来ると言える。

燃料とする炭素Ｃの調達コスト削減の可否が、本願の実用の成否を握っている。炭素製造は炭化有機物質を空気や酸素の流通を遮断して加熱すると、黒色の炭素に富んだ物質に変化するが、このプロセスを炭化といい、木炭はこの炭化作用の生成物の好例であり、生成したものは無定形酸素などを主成分とする集合体で多くは多孔質であり、きわめて表面積が大きい。加熱によって脱水、脱水素反応がおこり、縮合多環の芳香族化合物が生じ、更に網目状の構造を形成してゆくこれを炭化と言つている。
手っ取り早い表現で言えば「昔の炭焼き窯の効率を良くした物」炭化装置であり、
この炭焼き窯規模のものを山林に多数点在設置して、間伐、枝打ち、下刈りといった作業をしながら、燃料とする炭素Ｃの調達作業を掛け持ちで出来る構造
にした炭素製造装置を順次貸与する形態（補助金に代えて出すことに対しての案）にする事が本願実現の近道となる具体的提案である。

図１０は前述の小規模炭化装置の想定概略図であり、炭素生成室ＣＳに本願の炭素材に適した炭化植物を入れ釜戸の役割をする燃焼室ＦＣに本願の炭素材には少し劣る下刈り・枝打ちの残材を燃焼させ、出来た炭素Ｃの形で集積場に集積する方式にすれば、枝付木材での運搬よりはるかに運搬コストを下げる事が出来る。

木材（植物原料のＣ）をナノ粒子化する技術はすでにテレビ等で放映されているので新技術とは言えないがナノ粒子迄細粒化しなくてもミクロ細粒化でも本願発明の請求項１の炭素として対応可能である。固体炭素Ｃは粉砕して微粒状にすれば、反応が起きる表面積を増やすことになるので、細粒化するほど合成ガス生成の効率はよくなる。前記炭素Ｃに水を加えてエマルジョン燃料化あるいはゲル状化することても対応出来る。

前記記載の合成ガスは水素と一酸化炭素のみとは限らない、前記合成ガスは主構成を表し、例えば、未燃焼炭素、二酸化炭素、水分、その他大気中に存在する気体及び不純物等を含有していている場合も含む。

炭素（植物原料のＣ）の調達コストが現在では天然ガス（メタン・ブタン等）、石炭、石油の化石燃料に比べ高く、前記炭素の調達コストが、同等に成るか、行政の補助金等が得られるか、若しくは温室効果ガスＣＯ_２の排出規制の強化の法律を作るか、する迄は炭素の調達は天然ガス（メタン等）で行うか直接天然ガス（メタン等）を燃料とし、社会全体の欲求が高くなり炭素の調達コストがペイ出来る時点で切り替える方法もある、
しかしながら化学技術の進歩の速度は「ニーズ」に比例する形で進歩していると私は思っている、
従って本願の主原料となる再生可能な炭素Ｃの調達ニーズが高く成れば、前記調達技術は加速度を付けた状態で進化すると確信している。
本願のロータリーピストンエンジンサイクルに使用する炭素は当面石炭を粉末にして使用するのが一番安価であるので、再生可能な炭素Ｃの調達システムが完備するまでは、前記化石燃料を使用して順次再生可能な炭素Ｃの調達システムに移行する形態をとることになる。

温室効果ガスＣＯ_２の排出枠の日本の買い取り金額は約１兆数千億円と試算されているが、この買い取り金額を前記炭素の調達コストの一部として使用すれば、本願発明の実現時期は早くなる。
＊前述アンモニア製造途中工程で、水素と一酸化炭素の混合気体を製造していて、水素はアンモニア製造工程へ、一酸化炭素は、液化ニ酸化炭素ＣＯ２に加工して、と記載しているが、アンモニア製造途中工程で、水素と一酸化炭素の混合気体を取り出しその合成ガスを、前記アンモニア工場に隣接して合成ガスの補給ガススタンドを設けるとか、都市ガスの半球体の貯ガスタンクを設け、パイプ配管による輸送（都市ガスの輸送手段ブラス）を取るとかする。

ロシアから天然ガスをヨーロッパ各国にバイプ輸送している事実があるので、近距離のパイプ輸送管路を設け近隣の給ガススタンドに給ガスする事は、前記天然ガス輸送管路に安全性を重視した合成ガス輸送管路にする事で、実現性の高い提案といえる。

図７は前記パイプ輸送管の内面にセラミック・クロム等を溶射する溶射トーチの概略図であるが、本願の熱反応流路管は耐熱・耐食性状を有する材料の薄膜で覆ってやるコーティング等の処置をする必要があり（管寿命延長策）前記溶射・蒸着・浸漬・吹き付け、等の中の薄膜溶射部分の構想概略図を図９に記載している。

図８は合成ガス輸送管の構成図でこの種のガス管の破損部位は枝管（ソケットで対応可）管継手及び管と管の接合にはフランジを管に溶接してフランジとフランジの合わせ部にパッキンとなるシート体を挟みボルトを用いて結合するのが数十年前からの施工方法であるが管が老朽化してガス漏れを起こした箇所を調べると大半はこの管とフランジあるいは管と管の溶接部分の腐食に起因している事が多い、そこで本案は管本体を耐食性状の薄膜を被覆する策として更に前記フランジ間には耐震パッキン材を使用して、更に発泡ポリエチレン若しくはボロン繊維強化プラスチック等のコーティングを施し、地震でもガス漏れしない構造にして設ける、合成ガス輸送管路とする提案である。

図９は合成ガス管ＰＰの内面にセラミック・クロム等を溶射する溶射トーチの想定図であり、平板ＦＳを管にする成形接合機の下部電極Ｗに照射材料ＳＮ照射部を設け、更にプラズマジェツトトーチで前記照射材料をプラズマ照射するトーチ部ＰＪを設け、管内面にセラミック・クロム等を溶射する構造にした想定図である。

上記アンモニア製造工場の化学変化に使うエネルギーは廃プラスチックを主燃料としている、廃プラスチックを主燃料とする事はＣＯ_２削減には寄与しないが、水素を燃料とするロータリーエンジンがスエーデンの１都市でモデルケースとして実施されていたが、水素の給ガススタンド設置条件である水素の可搬性の問題がネックとなり、頓挫していた。
本願の実施に於いて炭素Ｃの補給状態（固体粉末・液体、圧縮ガス・低圧ガス）に合った炭素の補給スタンドシステムの確立も本願発明の成否を握っている、前述の炭素の補給スタンドシステムの確立に水素と一酸化炭素の混合気体を取り出しその合成ガスを製造出来る工場からのバイピイングによる補給システムを設ければ、植物からの炭素の活用システムに移行する前手段に使う事も可能であり、前記工場の燃料に廃プラスチックを使用することは、処理に困っている廃プラスチック問題を解決することにもなる。

前記本願のロータリーピストンエンジンでは、水素Ｈ_２と一酸化炭素ＣＯを燃料として発電し、その電気でモーターを回転させているので比較的小規模の動力発電設備（前記ロータリーピストンエンジ動力発電機は１０００ＫＷ／Ｈの出力機を仮に１単位／台とするならば、１単位から数百単位の設置台数）にする事が出来る、離島や山間部の僻地、工業団地と言った単位毎の塊での自給体制とする分散型発電設備とすることが出来るので、海底送電ケーブルや電力需要の変化に対応する、送電設備や変電・受電設備を大幅に削減することが出来る。
更に現火力、原子力発電所は水源に隣接する必要があるが、本願動力発電設備の立地条件は水源に隣接する必要はなく可能な限り電力需要地に近接設置出来るメリットがある。

有機物の廃棄材、塵又は産廃として廃棄されている食品製造・販売過程で発生する腐敗する物又は汚水処理施設で発生する汚泥等からメタンガスＣＨ_４を発生させて使用すればＣＯ_２の排出削減にはならないが、メタンガスをロータリーピストンエンジンのエネルギーとして発電する場合、直接的にはＣＯ_２の排出削減にはならないが、廃棄されている過剰生産分の電力を電力の使用量の変動に追従して稼動のＯＮ・ＯＦＦすることが出来るので、電力使用効率をＵＰするのでＣＯ_２の排出削減にカウントされることになる。（天然ガスのメタンガス使用の場合は、ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ＝３Ｈ_２＋ＣＯで、ガソリンに比べればＣＯ_２の排出削減になる）

メタノールを内燃機関の燃料とする場合、もともとメタノールは化学平衡から有利な高圧にして水素と一酸化炭素から合成されたものである。従って水素に転換して使用するよりは、水素と一酸化炭素の合成ガスの形で使用するのがエネルギー的には最も効率が高い。
｛水素と一酸化炭素はエネルギー的には殆ど等価であるつまり（高位）発熱量はほぼ同じである。｝

この案件は１部未開発の部分もあるが、お金のことを外して考えれば、無人ロケットで、海王星、冥王星を回って帰れる技術は完成され、実飛行も成功している、この事実を踏まえて考えれば、本願の方法、構成機器の製造は可能であり、これらの方法、構成機器の製造に携わる人々が、次にそれらの方法、構成機器を利用する人々が、更らにそれらに関連する業種の人々に波及する、それらの産業に利用できる。
何より自国の資源を最大限活用するサイクルを作ることが、日本の１００年の計を作る土作りとなり、それらの産業の育成につながる。

Claims

補助燃料によって燃焼されるロータリーピストンエンジンと、該ロータリーピストンエンジンのローターハウシングに水を導入管から供給する水供給手段と、供給された水がローターハウシングの熱で水蒸気化され、この水蒸気に炭素を供給するとともに、ロータリーピストンエンジンの燃焼工程後の排熱を利用して、吸熱反応化させて、燃料を生成し，前記補助燃料使用中に生成し続けるガスを溜める畜ガス手段を備え、この畜ガス手段の畜ガスと前記補助燃料とを切り替えて、
ロータリーピストンエンジンに供給する切換え手段を備えている構造の、ロータリーピストンエンジン車のエンジン機構。
請求項１に記載のロータリーピストンエンジンのエンジン回転力をそのまま動力発電機の発電動力とした事を特徴とする、ロータリーピストンエンジン車のエンジン機構。