JPWO2015146368A1 - 温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器 - Google Patents
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Abstract
Description
2014年現在の温室効果ガス排出削減策の対象である自動車(内燃機関)の動力源としては、電気自動車,水素とのハイブリット、あるいは水素のみを燃料としたものや「バイオエタノール」を燃料としたエンジンシステム特開2008−298030や「バイオエタノール」の燃料を水素と一酸化炭素とを含む燃料に改質して該改質ガスを燃料とする、温室効果ガスを排出削減する技術もあるが、しかし前記先行技術で製品化するにはそれぞれ解決しなければならない問題点が残っており、それぞれの問題は解決途上で決め手を欠いている部分を残しているのが現状と認識している。
又前記技術の内、電気を動力源とする技術では電気の製造は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%が火力発電であり該火力発電は石炭を始めとする化石燃料を使用しており「CO2」を排出しているのでこの発電設備からの「CO2」を排出しない策が実現しなければ、電気を動力源としても地球温暖化の温室効果ガスの削減に寄与する内燃機関の動力源とは言えない。又前記技術の動力源を電気をとして温室効果ガスを削減する「CO2」を排出しない電力供給源には原子力発電がある、しかし「福島原発」の問題もあり、新たに新設するのは困難であり廃炉の方向に向かうとの見方が大勢を占めていると思っている。
例えば炭素化合物のメタノール等燃料を内燃機関での燃焼のエンジンブロック下流の排ガスを熱源にして該内燃機関の排気管路にて改質して、1例として水蒸気改質をして該エンジンを連続運転するには該熱源で生成する燃料の量が消費する燃料の必要量に満たないので連続運転出来ない、前記改質熱源を何処から調達するかあるいは該排ガスの温度を高くする(例えば燃料をメタノールに比して高カロリーな物質に改質して排ガスの温度を高くする等)手段と、改質したそれぞれの複数種のガスを畜ガスする畜ガスタンクで必要なときに必要な量を出すことが出来て、かつ、車が大破する衝撃をうけても爆発しない構造で内容積を広く、低い圧縮圧で畜ガス出来る車載可能な構成構造の畜ガスタンクを発明することである。
水素か水素と一酸化炭素の合成ガスかの何れか一方か両方かを主燃料とした内燃機関であって、該内燃機関のエンジンブロック内に通水路を設けて水を導入する導入口から通水路に水か二酸化炭素かの何れか一方か両方かを導入しており、エンジンの燃焼による該内燃機関のエンジンブロックの熱を吸熱して該水は水蒸気となり該二酸化炭素は吸熱二酸化炭素にしており、一方燃料の燃焼で水素ガスは水蒸気と窒素を主成分とする高温の排ガスとなるかあるいは、水素ガスと一酸化炭素を燃料とした燃焼では水蒸気と二酸化炭素と窒素を主成分とする高温の排ガスとなり該エンジンブロックの排気口から排気管路に排出されており、排気管路に設けておる改質路か排気管路内に設けておる改質路かの何れか一方か両方かの改質路中(水蒸気又は/及び二酸化炭素の改質であるので名前を変更している)に触媒を対峙させており、該改質路上流に炭化水素化合物(例えばジメチルエーテル)を導入して該通水路で生成した水蒸気又は/及び吸熱二酸化炭素とともに触媒に接触させるか、新たに炭化水素化合物を導入し排ガス中の水蒸気とともに触媒に接触させるかのいずれかで、水素と一酸化炭素の合成ガスか水素と二酸化炭素かの何れかを生成して取り出し、該ガスを畜ガスする畜ガス手段を設けて畜ガスするかあるいは畜ガスタンク経由にするかの何れかにして当該内燃機関の燃料とすることを特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
上記発明のポイントは、
A.ラジエターを使って廃棄していたエンジンブロック内の熱を該エンジンブロック内で吸熱する吸熱手段として設けた事。
B.改質熱源を上記A.と排気ガス中の排熱上記B.との何れか一方か両方かにして排ガス管路自体を改質路とするかあるいは排ガス管路中に改質路を設けるかにしておる事。
C.生成したそれぞれのガスを畜ガスする畜ガス手段を設けた事。
D.炭化水素化合物(例えばジメチルエーテル)を特に水素と二酸化炭素に改質しておる事である。
第二の発明は、水(H2O)と炭素(C)とを内燃機関の排熱にて反応させて水素(H2)と一酸化炭素(CO)の混合気体を取り出す取り出し路(例えば吸熱反応流路に設けた吸熱反応設備)か該改質路中に触媒を対峙させて200℃〜300℃の熱で改質する合成ガス生成路かのいずれか一方か両方かを設け、取り出した水素と一酸化炭素の混合気体を畜ガスする畜ガスタンクを設けており、該取り出した水素と一酸化炭素の混合気体を畜ガスタンク経由で当該内燃機関の燃料とするかあるいは第三の発明の合成ガス改質路(例えばプロトン導電セラミックス管改質路)で水素と二酸化炭素を取り出す出発材料の合成ガスにするかのいずれかにしておる事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
上記発明のポイントは、
A.改質熱源を上記A.と排気ガス中の排熱B.との何れか一方か両方かにして排ガス管路自体を改質路とするかあるいは排ガス管路中に改質路を設けるかにしておる事。
B.生成したそれぞれのガスを畜ガスする手段を設けた事。
C.200℃〜300℃の熱で改質する改質路を設けて、各改質路で吸熱後の排ガス熱の改質利用を可能にした。
第三の発明は、前記改質路か取り出し路か合成ガス生成路かの内何れか一方以上で取り出すかあるいは他所から取り入れた水素(H2)と一酸化炭素(CO)の混合気体(合成ガス)かの何れかを改質する合成ガス改質路(例えばプロトン導電セラミックス管改質路)を排ガス流路に設けて、該合成ガス改質路に水素と一酸化炭素の混合気体を導入して合成ガス改質路内で再度内燃機関の排熱に反応させて水素と二酸化炭素(CO2)を別々に取り出し、取り出した水素と二酸化炭素はそれぞれ畜ガスタンクを設けて、畜ガスしており、水素は該内燃機関の燃料としており、該二酸化炭素は上記改質路で改質する出発原料の二酸化炭素としておる事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
上記発明のポイントは
A.改質熱源を上記A.と排気ガス中の排熱B。との何れか一方か両方かにして排ガス管路自体を改質路とするかあるいは排ガス管路中に改質路を設けるかにしておる事。
B.生成したそれぞれのガスを畜ガスする手段を設けた事。
C.前記改質路か取り出し路か合成ガス生成路で生成された合成ガスを水素と二酸化炭素とに別々に改質し、取り出しておる事。
第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明に記載の改質路(炭化水素化合物と水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素とを触媒接触させる改質路)か、水素と一酸化炭素の取り出し路(例えば吸熱反応流路に設けた吸熱反応設備)か合成ガス生成路か合成ガス改質路(例えばプロトン導電セラミックス管改質路)かの内少なくともいずれか一方以上を設けた内燃機関を運搬機器に搭載し運搬機器の載内機関とすることを特徴とする、温室効果ガス削減及び排出削減に寄与する内燃機関を提供する。
第五の発明は、第一の発明乃至第三の発明に記載の改質熱源をエンジンブロック内に設けた通水路にてエンジンブロック内で吸熱しておる事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
第六の発明は、第一の発明乃至第四の発明に記載の内燃機関であって、該内燃機関を一定の条件で運転しその回転力で発電して蓄電器に蓄電して、その電気を動力源として自動車を走行させる構成構造にしていることを特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
第七の発明は、第六の発明に記載の蓄電器の蓄電量が上限設定値になると内燃機関エンジンの駆動を停止して電力で走行し、蓄電量が下限設定値になると内燃機関エンジンで駆動する構造にした事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関関を提供する。
第八の発明は、第六の発明に記載の内燃機関に充電受電プラグを設け、畜電器に蓄電する充電手段として、その電気を動力源として自動車を走行させる構成構造にしたことを特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
第九の発明は、第六の発明の該内燃機関の走行形態の下り坂走行及び/または平胆路での惰力走行時での走行方法を制御する制御手段であり、前記下り坂走行ではエンジン0FFにして走行し(車輪の駆動以外の補助機器は例えば電気作動としてOFFしない)、スピードを制御するブレーキの制動力を発電動力にする手段を更に設けて該下り坂での走行動力の使用をOFFとするか及び/または更にブレーキの制動力を発電動力にする手段を設けるか及び/または更に、前記平胆路での惰力走行方法を自動制御する惰力走行制御手段を設けて燃費を向上させるかの内何れか1以上の手段にしておる事を特徴としたと温室効果ガス削減及び排出削減に寄与する内燃機関を提供する。
*前記下り坂走行方法であるが車輪の駆動力を電動モーターとしている場合はエンジンブレーキ状態走行時に該電動モーターを発電機とした提案でも良いが、エネルギーロスのある発電機で蓄電する方法か本願の駆動力を使用しない方法(制御手段)かの何れを使用しても燃費の向上と温室効果ガス削減排出削減策と成る。
第十の発明は、第一の発明乃至第四の発明に記載の内燃機関の回転力をそのまま動力発電機の発電動力とする手段か、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を改質熱源として、水素(H2)と一酸化炭素(CO)の取り出し路(例えば吸熱反応流路に設けた吸熱反応設備)か、又は改質流路(炭化水素化合物と水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素とを触媒接触させる改質路)か、合成ガス改質路(例えばプロトン導電セラミックス管改質路)か、の内少なくともいずれかの一方以上を設けて、該内燃機関の燃料(ガス)を生成する構成にして、現有の火力発電設備に併合する形態にする手段とするかの、何れかの手段にして設けた事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器を提供する。
第十一の発明は、熱又は水蒸気又は二酸化炭素又は水素の内いずれか一種以上を廃棄している製造業又は設備例えば空調(Air Conditioner)の室外機に於いて、前記廃棄されている熱又は水蒸気のいずれか一方か両方を改質熱源とするかあるいは、水素は燃料として二酸化炭素は合成ガスに改質する出発材料にするかの何れかにして、水素(H2)と一酸化炭素(CO)の取り出し路か、合成ガス生成路か、改質路か、合成ガス改質路かの内少なくともいずれかの一方以上を設けて該内燃機関の燃料(ガス)を生成する構成にして当該内燃機関の燃料として内燃機関を運転して,その回転力をそのまま動力発電機の発電動力とする事を特徴とする、第一の発明乃至第三の発明に記載の温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び機器を提供する。
第十二の発明は、第一の発明乃至第四の発明に記載の畜ガス手段は、該畜ガスタンク{吸熱反応の合成ガスタンクか、あるいは水素ガスタンクか、二酸化炭素ガスタンクか、改質路から取り出した合成ガスタンクかの内少なくともいずれかの一方以上のタンク}を車の車体上部に搭載するか、あるいは車のシャーシー部に車載するか、のいずれかに車載する事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
第十三の発明は、第一の発明乃至第四の発明に記載の畜ガス手段に、タンク損傷を防止する損傷防止手段か、衝突時に車の載置部からタンクを分離する、タンク分離手段かの、いずれか一方か両方かのいずれかの手段を設けておる事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
第十四の発明は、第一の発明乃至第四の発明に記載の内燃機関の排熱を改質熱源として含炭素化合物か含水素化合物(例えば炭酸水素ナトリュウム、NaHCO3)の一方かあるいは両方かの何れかを加工して熱分解若しくは改質するかの何れかにして水素H2か、炭素Cか、二酸化炭素化CO2、の内少なくともいずれかの一種以上の物質を取り出し、前記畜ガスタンクに畜ガスして、前記ガスを取り出された化合物(例えば炭酸ナトリュウム、Na2CO3)を、製品として販売し、取り出した該ガスを、該内燃機関の燃料とするか、あるいは改質して燃料とする出発原料とするかのいずれかにする事を特徴とする温室効果ガス削減策の内燃機関及び/又は機器を提供する。
第十五の発明は、第一の発明乃至第四の発明に記載の内燃機関の燃料を燃焼させた排ガスから熱を水に吸熱させる水吸熱手段を貯水タンクに設けており、前記水吸熱手段により貯水タンクの水を温水にして、前記吸熱された排ガス中の水蒸気は液体の水となり水回収手段で水を分離回収しておる事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器を提供する。
第十六の発明は第一の発明乃至第四の発明に記載の植物の炭素を製造する小規模炭素製造器であって、酸素が入らない環境で木材等(植物原料)を加熱して炭化させる炭化室CSと、前記炭化室を加熱する木材等の植物原料を燃焼させる燃焼室FCと、燃焼室FCの排ガスの通気路Exと水H2Oを水蒸気Jにする水蒸気生成手段の管路Jを炭化室の内壁に沿って設けており、水蒸気生成手段の水蒸気と炭化室での炭化過程で発生するガスC4を燃焼室に導入して炭化室を加熱する燃料とする構成構造にするか及び/又は上記第一の発明技術を上記排ガス管路の排出部に設けて、一例として改質物質をジメチルエーテルとして、触媒を対峙させておる該改質部に、ジメチルエーテルに水蒸気か二酸化炭素の一方か両方かの何れかを、接触させて小規模炭化装置の燃料とする構成にするかのいずれかにして設けた事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器を提供する。
第十七の発明は、第十六の発明に記載の小規模炭素製造器の構成で炭化室CSと燃焼室FC間を通気出来る構成にして上記炭化室CS部を水蒸気Jの生成部と排気ガスからの二酸化炭素を分離する分離部にして設けて二酸化炭素を燃料に改質する構成にした暖房器(例えば化石燃料スト−ブ)として設けた事を特徴とする温室効果ガス削減及び排出削減に寄与する内燃機関及び/又は機器を提供する。 *上記小規模暖房器は寒冷地の多くでは化石燃料スト−ブを使用しており、化石燃料の燃焼による二酸化炭素の排出も無視出来ないものであり、本願の改質流路(水蒸気又は/及び二酸化炭素の改質)の構成構造を適用する事で本願の最大の課題の地球温暖化に対処する「CO2」の(排出)削減施策の1つと成る。
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。
本願の主構成は多種の公知技術(中には特許登録されており権利が生きている物も一部含んでいる)を引用しているが、個々の公知技術のみでは得ることが出来ない物を本願で効果を得るべく巧みに組み合わせた構成構造にしたことで、前記温室効果ガス排出削減と燃費の向上の面に於いて驚愕する様な効果を得る事が出来た。
内燃機関燃焼ガス中の二酸化炭素を、水に吸収させる二酸化炭素吸収手段(A)を設けるかあるいは、排気ガス中の二酸化炭素を分離する分離手段(B)を設けて、前記(A)、(B)をそれぞれ畜水手段&該畜ガス手段を設けてそれぞれ畜水,畜ガスして、前記(A)、(B)の何れか1方か両方かを、前記内燃機関のエンジンブロックに水を供給する導入口(1図B、H2O入り口)に水とともに導入するかあるいは排気管路上流に炭化水素化合物(例えばジメチルエーテルCH3OCH3)と二酸化炭素を導入するかして、該内燃機関内の燃焼熱(前記内燃機関の燃焼熱は内燃機関のエンジンブロック内の通水路Kで水を水蒸気にした排熱)で水は水蒸気に、二酸化炭素は吸熱気体の二酸化炭素にしており、燃焼工程後の排ガス流路に設けた改質路(二酸化炭素の改質であるので第一の発明の水蒸気改質と区別するため名前を変更している)の改質路中に触媒(一例として鉄系金属及び/または化合物の他に他の金属あるいは化合物を合わせて用いる事が出来る、他の金属あるいは化合物の例としては亜鉛、ニッケル、クロム、マンガン、スズ、セリュウム、ランタン及びこれらの化合物、他の金属あるいは化合物)を対峙させており、該改質路上流に炭化水素化合物(例えばジメチルエーテルCH3OCH3)を導入して該水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素とともに改質流路の触媒に改質剤の前記ガス{炭化水素化合物と水蒸気か吸熱気体の二酸化炭素とのいずれか一方か両方か}を接触させる事で、水素と一酸化炭素の合成ガスを生成して、畜ガスタンク経由で該エンジンの燃料とするかあるいは合成ガス改質の出発材料の合成ガスにするかのいずれかの構造構成にしたものであり、{本願の解説では(B)で解説しており、(A)の詳細解説は省略している}上記内燃機関のエンジンブロック内の通水路Kで水を水蒸気にした排熱に替えて排気管路の排ガスからの吸熱した熱でも良い}。
A.CH3OCH3+H2O(水蒸気)→2CO+4H2→48.9 kal/mol
B.CH3OCH3++CO2(二酸化炭素)→3CO+3H2→58.8kal/mol
A+Bは概略1600kJ/moi
その反応温度は200〜500℃、好ましくは250〜450℃であり、その反応圧力は常圧〜10Kg/cm2が好ましいとしておる、
又改質触媒等の条件を変える事により下式の二酸化炭素と水素にもできる。
C.CH3OCH3+3H2O→2CO2+6H2→29.3kal/mol
上記触媒には例えば銅系、コバルト系がありその改質温度は200℃から300℃が好ましいとしておる。
ジメチルエーテル1molを燃焼させた時の熱量は約1300kJ/moi
メタノールの水蒸気改質では.CH3OH+H2O→CO2+3H2→約12kcal/moi
炭化水素化合物をジメチルエーテルの他にメタンを用いた改質技術も多く公開されていて炭化水素化合物をメタンとする事も出来る。
更に内燃機関のエンジンブロックからの燃焼排気管路に触媒(安価で高活性のNi系触媒が主流)を対峙させる吸熱部を設け200℃から300℃近傍で吸熱反応させ水H2Oと炭素Cを、水素H2と一酸化炭素COの混合気体(合成ガス)を生成する合成ガス生成改質路を上記第一の発明乃至第三の発明の何れか1以上のいずれかの改質路下流に該改質路で吸熱後の排ガス熱を改質熱源とする合成ガス生成路を設け合成ガスを生成する事が出来、このことは吸熱量を多くすればする程更なる燃料生成手段を取り入れられる事を示している。
更に一定の条件(燃費の良い条件)で走行するので燃費(Km/L)を向上させる効果がある。
前記惰力走行のエンジン回転駆動力接続のON,OFFサイクルの単位を短くするほどスピードは滑らかになる(例えば10秒程度)。
いずれの燃料を使用しても水が水蒸気の形で排出されておる、この水蒸気から更なる吸熱手段で改質出発原料の水を温める構造構成にするとともに排ガス中の水蒸気から水を取り出しろ過するろ過手段経由で改質出発材料の水として使用する物で、前記水蒸気からの吸熱手段は例えば排気管路の下流部に水貯水タンクを設けて該貯水タンクの水の中に排気管路を通す事で水タンクの水が吸熱して水タンクの水は温水となり排気管路内の水蒸気は水と成り水を回収する事を特徴とする、水回収手段、*上記各種の改質手段は水を燃料に改質しておるので相当量の水が必要と成るが積載量を大きくすれば積載しておる水(重量)を運搬する為の燃料が必要と成るので水を回収して循環使用すれば積載量を少なく出来更に水タンク中の水は温水(吸熱手段)としておるので該水をエンジンブロックの水の導入口に導入した水の循環使用が出来る、このことは温室効果ガス削減及び排出削減に寄与する事になる。 *更に海水面を走行する船舶等の内燃機関の冷却水は海水であり、本願のエンジンブロック内に設けた前記通水路K&K´に加えてKSを設けて該K´又はKSの何れかの通水路にて海水を内燃機関の排熱で真水に分離するとともに水蒸気にして本願の改質手段の水蒸気として使用する海水から水蒸気を取りだす海水分離水蒸気生成手段として、残りの海水はミネラル成分を含んだ食塩に生成して取り出す食塩分離回収手段とする事も出来る。
この問題を解決する本願の手段(第二の発明の手段)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、含む炭化水素系化石燃料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て合成ガスを生成して畜ガスタンクに畜ガスした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場所と車が大破する様な事故時に対応出来る構成構造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。(図1,図2参照)
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事でも対応出来る。
更に酸素が入らない環境で前記木材等(植物原料)を加熱→炭化工程の中で炭素Cガスを得る事も出来る。
*前記件案事項を下記の構造構成にして解決した。
1、合成ガスタンクの載置場所を車の車体上部に設けるか車のシャーシー部に設けている事であり、車体上部に設ける事は車が崖から転落しても、また乗用車が大型トラックと大型トラックの間にサンドイッチ状には挟まれ潰される様な事故でも畜ガスタンクは爆発しない構造のタンクが要求されるが車載可能なボンベで業者が目標としている500Km走行できる目安の水素は水素5Kgで20MPaの圧力では容器内容積が375L必要となり、マツダ(企業名)プレマシイハイドロジェンREハイブリッド車で搭載の水素74L/35MPaでは満タン充填で計算上123Kmしか走行出来ないので、500Km走行するには約4倍の375Lの水素タンクが必要と成るが375L/35MPaの水素を74Lの容器で賄うには、約190MPa圧縮で充填出来る容器が必要となり現在の技術では困難である。
そこで載内燃機関で合成ガスを生成することを立案したが載内構造の加圧ポンプでは圧縮圧を上げれば多くの動力を加圧ポンプのために消費する事になるので。スタート時点では油圧機器のアキュウムレーターに相当する機器で畜ガスする事であったが、その畜ガス器を何処に設置すれば良いか、又高速道路の事故で、前記車が崖から転落して上下が逆転するか、乗用車が大型トラックと大型トラックの間にサンドイッチ状には挟まれ潰される様な事故をテレビで見て、この様な事故が発生した時爆発を回避出来る構造構成でないと車載は無理とあきらめていた。
合成樹脂を使った他の案件の立案のために先行文献検索やインターネットで前記合成樹脂関係を調べていたら下記発砲ポリエチレン、(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、見つける事が出来これを使えば前記事故があっても爆発しない所まで解決出来た。しかし最後に残されたタンクの設置場所の問題で頓挫していた。
昨年出願のエコドライブ方法の実験を繰り返す中で車の軽量化するのに何処を樹脂化すれば良いかと考えていた時に乗用車のルーフの考察時、頓挫していた本願の畜ガスタンクを乗用車のルーフに搭載して前記事故時には離れ飛ぶ構成を思いつき、何とか実施可能案となり出願するに至ったので、この畜ガスタンクの構造構成が本願のキーポイントである。(図1A,図2参照)
2,上記畜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、大破する衝撃が掛った時に、車の車体から分離するタンク分離手段を設け、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好ましい。)
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)
4.畜ガスの圧縮圧の問題も補助燃料使用と内燃機関は発電のみにしているマツダ(企業名)プレマシイハイドロジェンREハイブリッド車の構成を使用すれば、本願第一の発明から第三の発明の改質技術に加えて第六の発明から第九の発明と第十五の発明を組み合わせれば補助燃料を使用しなくても、合成ガスのみ又は水素のみあるいは合成ガスと水素との切換え使用でも良い実施例と成リ蓄ガス圧も次段落で説明しておる様に低い圧縮圧で対応出来る。
前述の構成に加えて排気管路を複数に分岐して該排気管路を改質部として触媒を対峙させており、該改質部の上流に炭化水素化合物と二酸化炭素を導入して排ガス中の水蒸気とともに該触媒に接触させる構成Caにする事も出来るし、又は上記排気管路内に該改質路を設けて二酸化炭素と炭化水素化合物(例えばジメチルエーテルCH3OCH3)を導入して改質流路の触媒に接触させ排ガス中の排熱にて反応させて、水素と一酸化炭素の合成ガスを生成する構成Cbであり、更に上記改質した合成ガスを下流に設けている合成ガス改質路に導入して再度排熱にて反応させ水素と二酸化炭素を取り出す構成Ccにも出来る事を示した概略構成図である。
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。
上記畜ガスタンクの構造で二酸化炭素畜ガスタンク・水素畜ガスタンクを設ける事が好ましい。
*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。
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本願発明の内燃機関発電とすれば、温室効果ガスCO2の排出削減は、より早期に達成出来ると言える。
更に改質部(CO2の改質)の使用により、石炭等の化石燃料を使用する事が出来、燃料としていた木材等を植物原料のCに改質する出発材料に出来る。
前記触媒は一例として鉄系金属及び/または化合物の他に他の金属あるいは化合物を合わせて用いる事が出来る、他の金属あるいは化合物の例としては亜鉛、ニッケル、クロム、マンガン、スズ、セリュウム、ランタン及びこれらの化合物、他の金属あるいは化合物である。
*、化学工場・製鉄工場・アルミ工場・塵焼却場・石油精製工場等からパイプラインで水素と一酸化炭素の混合気体・二酸化炭素・水素等の輸送手段とすれば運搬機器での輸送よりはるかに輸送コストを下げる事が出来る。
アメリカや欧州各国ではそれぞれ数千Kmの水素輸送パイプラインを敷設しており、世界を競争相手として勝ち残るためにも政府の後押しで早期に実現するべきである。
現行法規(日本ではJIS B 8265の登録を完了している段階であり・国際的にはISO 16528がある)では輸送用のCFRP(高密度ポリエチレンライナーの全面をガラス繊維や炭素繊維で強化したタンク)容器は圧力35MPa容量360Lまでと成っているので該容器を活用するには規制緩和が必要である。(日本産業ガス協会,水素ガス容器基準}
前記水素パイプラインのパイプ材としては、現在の先端技術では、通常のラインパイプ鋼材に比し、バナジュウムを減らしニッケルやクロムを少量加えた耐サワー材であれば、通常の輸送環境下での使用材と出来るとしており、それによるコストUP分も10%以下とされておる。
2014年現在の温室効果ガス排出削減策の対象である自動車(内燃機関)の動力源としては、電気自動車,水素とのハイブリット、あるいは水素のみを燃料としたものや「バイオエタノール」を燃料としたエンジンシステム特開2008−298030や「バイオエタノール」の燃料を水素と一酸化炭素とを含む燃料に改質して該改質ガスを燃料とする、温室効果ガスを排出削減する技術もあるが、しかし前記先行技術で製品化するにはそれぞれ解決しなければならない問題点が残っており、それぞれの問題は解決途上で決め手を欠いている部分を残しているのが現状と認識している。
又前記技術の内、電気を動力源とする技術では電気の製造は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%が火力発電であり該火力発電は石炭を始めとする化石燃料を使用しており「CO2」を排出しているのでこの発電設備からの「CO2」を排出しない策が実現しなければ、電気を動力源としても地球温暖化の温室効果ガスの削減に寄与する内燃機関の動力源とは言えない。又前記技術の動力源を電気として温室効果ガスを削減する「CO2」を排出しない電力供給源には原子力発電がある、しかし「福島原発」の問題もあり、新たに新設するのは困難であり廃炉の方向に向かうとの見方が大勢を占めていると思っている。
例えば炭素化合物のメタノール等燃料を内燃機関での燃焼のエンジンブロック下流の排ガスを熱源にして該内燃機関の排気管路にて改質して、1例として水蒸気改質をして該エンジンを連続運転するには該熱源で生成する燃料の量が消費する燃料の必要量に満たないので連続運転出来ない、前記改質熱源を何処から調達するかあるいは該排ガスの温度を高くする(例えば燃料をメタノールに比して高カロリーな物質に改質して排ガスの温度を高くする等)手段と、改質したそれぞれの複数種のガスを畜ガスする畜ガスタンクで必要なときに必要な量を出すことが出来て、かつ、車が大破する衝撃をうけても爆発しない構造で内容積を広く、低い圧縮圧で畜ガス出来る車載可能な構成構造の畜ガスタンクを発明することである。
水素を燃料とした内燃機関であって、該内燃機関のエンジンブロック内に通水路を設けて水を導入する導入口から通水路に水と二酸化炭素を導入しており、エンジンの燃焼による該内燃機関のエンジンブロックの熱を吸熱 して該水は水蒸気となり該二酸化炭素は吸熱気体の二酸化炭素にしており、一方燃料の燃焼で水素ガスは水蒸気と窒素を主成分とする高温の排ガスとなり該エンジンブロックの排気口から排気管路に排出されており、排気管路に設けておる改質路(補足名称として二酸化炭素改質部としておる)に触媒を対峙させており、該改質路上流に炭化水素化合物(例えばジメチルエーテル)を導入して該通水路で生成した水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素とともに触媒に接触させて、水素と一酸化炭素の合成ガスを生成して取り出す改質路か(補足名称として二酸化炭素改質部としておる)合成ガス生成路(補足名称として低温水蒸気改質部としておる)かの何れかの改質部で生成された水素と一酸化炭素の合成ガスを分離改質する合成ガス改質路(補足名称として水素分離改質部としておる)を設けており、該合成ガス改質路に水素と一酸化炭素の合成ガスを導入して合成ガス改質路内で再度内燃機関の排熱に反応させて水素と二酸化炭素を別々に取り出しており、上記水素と二酸化炭素と合成ガスと炭化水素化合物はそれぞれ別々の畜ガスタンクを設けて畜ガスしておる事を特徴とする温室効果ガス排出削減方法を提供する。
(畜ガスタンクに畜ガスしておる二酸化炭素は第一の発明に記載の水を導入する導入口から通水路に導入する二酸化炭素としておる)
第二の発明は、第一の発明に記載の改質熱源をエンジンブロック内の熱を該エンジンブロック内で吸熱した熱と、燃焼による排気ガスの熱と、改質路(補足名称として二酸化炭素改質部としておる)か合成ガス改質路(補足名称として水素分離改質部としておる)かの何れかの改質路で改質使用後の排気ガスの熱を改質熱源として合成ガス生成路(補足名称として低温水蒸気改質部としている)に使用していることを特徴とする、温室効果ガス排出削減方法を提供する。
・本願発明の内燃機関の一実施例であって、該内燃機関を一定の条件で運転しその回転力で発電して蓄電器に蓄電して、その電気を動力源として自動車を走行させる構成構造にしている。
・本願発明の内燃機関の一実施例であって、蓄電器の蓄電量が上限設定値になると内燃機関エンジンの駆動を停止して電力で走行し、蓄電量が下限設定値になると内燃機関エンジンで駆動する構造にしている。
・本願発明の内燃機関の一実施例であって、該内燃機関に充電受電プラグを設け、畜電器に蓄電する充電手段として、その電気を動力源として自動車を走行させる構成構造にしている。
・本願発明の一実施例であって、該内燃機関の走行形態の下り坂走行及び/または平胆路での惰力走行時での走行方法を制御する制御手段であり、前記下り坂走行ではエンジンOFFにして走行し(車輪の駆動以外の補助機器は例えば電気作動としてOFFしない)、スピードを制御するブレーキの制動力を発電動力にする手段を設けるか及び/または更に、前記平胆路での惰力走行方法を自動制御する惰力走行制御手段を設けて燃費を向上させるかの内何れか1以上の手段にしておる。
*前記下り坂走行方法であるが車輪の駆動力を電動モーターとしている場合はエンジンブレーキ状態走行時に該電動モーターを発電機とした提案でも良いが、エネルギーロスのある発電機で蓄電する方法か本願の駆動力を使用しない方法(制御手段)かの何れを使用しても燃費の向上と温室効果ガス削減排出削減策と成る。
*前記平胆路での惰力走行であるが、惰力走行とはドライバーの走行したいスピードより10%程度UPしたアクセル操作(例えば2200回転)で1分程度走行をして仮に走行したいスピードが60Km/Hであれば70Km/Hに成るとエンジンの回転駆動力接続をOFFにする(該略1000回転となる・アイドリング時の回転数)スピードを10%程度UPした時間の3/4程度は該略1000回転で走行できる、スピードが60Km/Hに成るとエンジンの回転駆動力接続をONにする操作を繰り返す走行方法であり、50年前には運送業では常識の走行方法であるがこの走行形態を自動制御にする事でも更なる燃費の向上と温室効果ガス排出削減となる。
本願発明の一実施例であって内燃機関の回転力をそのまま動力発電機の発電動力とする手段か、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を改質熱源として、水素(H2)と一酸化炭素(CO)の取り出し路(例えば吸熱反応流路に設けた吸熱反応設備)か、又は改質流路(炭化水素化合物と水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素とを触媒接触させる改質路)か、合成ガス改質路(例えばプロトン導電セラミックス管改質路)か、の内少なくともいずれかの一方以上を設けて、該内燃機関の燃料(ガス)を生成する構成にして、現有の火力発電設備に併合する形態にする手段とするかの、何れかの手段にしておる。
・本願発明の内燃機関の一実施例であって、熱又は水蒸気又は二酸化炭素又は水素の内いずれか一種以上を廃棄している製造業又は設備例えば空調の室外機に於いて、前記廃棄されている熱又は水蒸気のいずれか一方か両方を改質熱源とするかあるいは、水素は燃料として二酸化炭素は合成ガスに改質する出発材料にするかの何れかにして、水素と一酸化炭素の取り出し路か、合成ガス生成路か、改質路か、合成ガス改質路かの内少なくともいずれかの一方以上を設けて該内燃機関の燃料(ガス)を生成する構成にして当該内燃機関の燃料として内燃機関を運転して,その回転力をそのまま動力発電機の発電動力としておる。
・請求項に記載の、該畜ガス手段は、該畜ガスタンク{吸熱反応の合成ガスタンクか、あるいは水素ガスタンクか、二酸化炭素ガスタンクか、改質路から取り出した合成ガスタンクかの内少なくともいずれかの一方以上のタンク}を車の車体上部に搭載するか、あるいは車のシャーシー部に車載するか、のいずれかに車載しておる。
・本願発明の一実施例であって、該畜ガス手段に、タンク損傷を防止する損傷防止手段か、衝突時に車の載置部からタンクを分離する、タンク分離手段かの、いずれか一方か両方かのいずれかの手段を設けておる。
・本願発明の内燃機関の一実施例であって、該内燃機関の排熱を改質熱源として含炭素化合物か含水素化合物(例えば炭酸水素ナトリュウム、NaHCO3)の一方かあるいは両方かの何れかを加工して熱分解若しくは改質するかの何れかにして水素H2か、炭素Cか、二酸化炭素化CO2、の内少なくともいずれかの一種以上の物質を取り出し、前記畜ガスタンクに畜ガスして、前記ガスを取り出された化合物(例えば炭酸ナトリュウム、Na2CO3)を、製品として販売し、取り出した該ガスを、該内燃機関の燃料とするか、あるいは改質して燃料とする出発原料とするかのいずれかに出来る。
・本願発明の一実施例であって、該内燃機関の燃料を燃焼させた排ガスから熱を水に吸熱させる水吸熱手段を貯水タンクに設けており、前記水吸熱手段により貯水タンクの水を温水にして、前記吸熱された排ガス中の水蒸気は液体の水となり水回収手段で水を分離回収しておる。
・本願発明の内燃機関の一実施例で植物の炭素を製造する小規模炭素製造器であって、酸素が入らない環境で木材等(植物原料)を加熱して炭化させる炭化室CSと、前記炭化室を加熱する木材等の植物原料を燃焼させる燃焼室FCと、燃焼室FCの排ガスの通気路Exと水H2Oを水蒸気Jにする水蒸気生成手段の管路Jを炭化室の内壁に沿って設けており、水蒸気生成手段の水蒸気と炭化室での炭化過程で発生するガスC4を燃焼室に導入して炭化室を加熱する燃料とする構成構造にするか及び/又は上記第一の発明技術を上記排ガス管路の排出部に設けて、一例として改質物質をジメチルエーテルとして、触媒を対峙させておる該改質部に、ジメチルエーテルに水蒸気か二酸化炭素の一方か両方かの何れかを、接触させて小規模炭化装置の燃料とする構成にするかのいずれかにして設ける。
・上記記載の小規模炭素製造器の構成で炭化室CSと燃焼室FC間を通気出来る構成にして上記炭化室CS部を水蒸気Jの生成部と排気ガスからの二酸化炭素を分離する分離部にして設けて二酸化炭素を燃料に改質する構成にした暖房器(例えば化石燃料ストーブ)として設ける。
*上記小規模暖房器は寒冷地の多くでは化石燃料ストーブを使用しており、化石燃料の燃焼による二酸化炭素の排出も無視出来ないものであり、本願の改質流路(水蒸気又は/及び二酸化炭素の改質)の構成構造を適用する事で本願の最大の課題の地球温暖化に対処する「CO2」の(排出)削減施策の1つと成る。
*水H2OとCO2を燃料に改質した手段を設けた事で前記効果を得る事が出来た。
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。
本願の主構成は多種の公知技術(中には特許登録されており権利が生きている物も一部含んでいる)を引用しているが、個々の公知技術のみでは得ることが出来ない物を本願で効果を得るべく巧みに組み合わせた構成構造にしたことで、前記温室効果ガス排出削減と燃費の向上の面に於いて驚愕する様な効果を得る事が出来た。
内燃機関燃焼ガス中の二酸化炭素を、水に吸収させる二酸化炭素吸収手段(A)を設けるかあるいは、排気ガス中の二酸化炭素を分離する分離手段(B)を設けて、前記(A)、(B)をそれぞれ畜水手段&該畜ガス手段を設けてそれぞれ畜水,畜ガスして、前記(A)、(B)の何れか1方か両方かを、前記内燃機関のエンジンブロックに水を供給する導入口(1図B、H2O入り口)に水とともに導入するかあるいは排気管路上流に炭化水素化合物(例えばジメチルエーテルCH3OCH3)と二酸化炭素を導入するかして、該内燃機関内の燃焼熱(前記内燃機関の燃焼熱は内燃機関のエンジンブロック内の通水路Kで水を水蒸気にした排熱)で水は水蒸気に、二酸化炭素は吸熱気体の二酸化炭素にしており、燃焼工程後の排ガス流路に設けた改質路(二酸化炭素の改質であるので第一の発明の水蒸気改質と区別するため名前を変更している)の改質路中に触媒(一例として鉄系金属及び/または化合物の他に他の金属あるいは化合物を合わせて用いる事が出来る、他の金属あるいは化合物の例としては亜鉛、ニッケル、クロム、マンガン、スズ、セリュウム、ランタン及びこれらの化合物、他の金属あるいは化合物)を対峙させており、該改質路上流に炭化水素化合物(例えばジメチルエーテルCH3OCH3)を導入して該水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素とともに改質流路の触媒に改質剤の前記ガス{炭化水素化合物と水蒸気か吸熱気体の二酸化炭素とのいずれか一方か両方か}を接触させる事で、水素と一酸化炭素の合成ガスを生成して、畜ガスタンク経由で該エンジンの燃料とするかあるいは合成ガス改質の出発材料の合成ガスにするかのいずれかの構造構成にしたものであり、{本願の解説では(B)で解説しており、(A)の詳細解説は省略している}上記内燃機関のエンジンブロック内の通水路Kで水を水蒸気にした排熱に替えて排気管路の排ガスからの吸熱した熱でも良い}。
A.CH3OCH3+H2O(水蒸気)→2CO+4H2→48.9kal/mol
B.CH3OCH3++CO2(二酸化炭素)→3CO+3H2→58.8kal/mol
A+Bは概略1600kJ/moi
その反応温度は200〜500℃、好ましくは250〜450℃であり、その反応圧力は常圧〜10Kg/cm2が好ましいとしておる、
又改質触媒等の条件を変える事により下式の二酸化炭素と水素にもできる。
C.CH3OCH3+3H2O→2CO2+6H2→29.3kal/mol
上記触媒には例えば銅系、コバルト系がありその改質温度は200℃から300℃が好ましいとしておる。
ジメチルエーテル1molを燃焼させた時の熱量は約1300kJ/moiメタノールの水蒸気改質では.CH3OH+H2O→CO2+3H2→約12kcal/moi
炭化水素化合物をジメチルエーテルの他にメタンを用いた改質技術も多く公開されていて炭化水素化合物をメタンとする事も出来る。
更に内燃機関のエンジンブロックからの燃焼排気管路に触媒を対峙させる吸熱部を設け200℃から300℃近傍で吸熱反応させ水H2Oと炭素Cを、水素H2と一酸化炭素COの混合気体(合成ガス)を生成する合成ガス生成改質路を上記第一の発明の改質路下流に該改質路で吸熱後の排ガス熱を改質熱源とする合成ガス生成路を設け合成ガスを生成する事が出来、このことは吸熱量を多くすればする程更なる燃料生成手段を取り入れられる事を示している.
更に一定の条件(燃費の良い条件)で走行するので燃費(Km/L)を向上させる効果がある。
前記惰力走行のエンジン回転駆動力接続のON,OFFサイクルの単位を短くするほどスピードは滑らかになる(例えば10秒程度)。
いずれの燃料を使用しても水が水蒸気の形で排出されておる、この水蒸気から更なる吸熱手段で改質出発原料の水を温める構造構成にするとともに排ガス中の水蒸気から水を取り出しろ過するろ過手段経由で改質出発材料の水として使用する物で、前記水蒸気からの吸熱手段は例えば排気管路の下流部に水貯水タンクを設けて該貯水タンクの水の中に排気管路を通す事で水タンクの水が吸熱して水タンクの水は温水となり排気管路内の水蒸気は水と成り水を回収する事を特徴とする、水回収手段、*上記各種の改質手段は水を燃料に改質しておるので相当量の水が必要と成るが積載量を大きくすれば積載しておる水(重量)を運搬する為の燃料が必要と成るので水を回収して循環使用すれば積載量を少なく出来更に水タンク中の水は温水(吸熱手段)としておるので該水をエンジンブロックの水の導入口に導入した水の循環使用が出来る、このことは温室効果ガス削減及び排出削減に寄与する事になる。 *更に海水面を走行する船舶等の内燃機関の冷却水は海水であり、本願のエンジンブロック内に設けた前記通水路K&K´に加えてKSを設けて該K´又はKSの何れかの通水路にて海水を内燃機関の排熱で真水に分離して本願の改質手段の水蒸気として使用する海水から水蒸気を取りだす水蒸気生成手段とする事も出来る。
この問題を解決する本願の手段の1実施形態は、 *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、含む炭化水素系化石燃料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て合成ガスを生成して畜ガスタンクに畜ガスした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場所と車が大破する様な事故時に対応出来る構成構造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。(図1,図2参照)
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事でも対応出来る。
更に酸素が入らない環境で前記木材等(植物原料)を加熱→炭化工程の中で炭素Cガスを得る事も出来る。
*前記件案事項を下記の構造構成にして解決した。
1、合成ガスタンクの載置場所を車の車体上部に設けるか車のシャーシー部に設けている事であり、車体上部に設ける事は車が崖から転落しても、また乗用車が大型トラックと大型トラックの間にサンドイッチ状には挟まれ潰される様な事故でも畜ガスタンクは爆発しない構造のタンクが要求されるが車載可能なボンベで業者が目標としている500Km走行できる目安の水素は水素5Kgで20MPaの圧力では容器内容積が375L必要となり、マツダ(企業名)プレマシイハイドロジェンREハイブリッド車で搭載の水素74L/35MPaでは満タン充填で計算上123Kmしか走行出来ないので、500Km走行するには約4倍の375Lの水素タンクが必要と成るが375L/35MPaの水素を74Lの容器で賄うには、約190MPa圧縮で充填出来る容器が必要となり現在の技術では困難である。
そこで載内燃機関で合成ガスを生成することを立案したが載内構造の加圧ポンプでは圧縮圧を上げれば多くの動力を加圧ポンプのために消費する事になるので。スタート時点では油圧機器のアキュウムレーターに相当する機器で畜ガスする事であったが、その畜ガス器を何処に設置すれば良いか、又高速道路の事故で、前記車が崖から転落して上下が逆転するか、乗用車が大型トラックと大型トラックの間にサンドイッチ状には挟まれ潰される様な事故をテレビで見て、この様な事故が発生した時爆発を回避出来る構造構成でないと車載は無理とあきらめていた。
合成樹脂を使った他の案件の立案のために先行文献検索やインターネットで前記合成樹脂関係を調べていたら下記発砲ポリエチレン、(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、見つける事が出来これを使えば前記事故があっても爆発しない所まで解決出来た。しかし最後に残されたタンクの設置場所の問題で頓挫していた。
昨年出願のエコドライブ方法の実験を繰り返す中で車の軽量化するのに何処を樹脂化すれば良いかと考えていた時に乗用車のルーフの考察時、頓挫していた本願の畜ガスタンクを乗用車のルーフに搭載して前記事故時には離れ飛ぶ構成を思いつき、何とか実施可能案となり出願するに至ったので、この畜ガスタンクの構造構成が本願のキーポイントである。(図1A,図2参照)2,上記畜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、大破する衝撃が掛った時に、車の車体から分離するタンク分離手段を設け、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好ましい。)
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)
4.畜ガスの圧縮圧の問題も補助燃料使用と内燃機関は発電のみにしているマツダ(企業名)プレマシイハイドロジェンREハイブリッド車の構成を使用すれば、合成ガスのみ又は水素のみあるいは合成ガスと水素との切換え使用でも良い実施例と成リ蓄ガス圧も次段落で説明しておる様に低い圧縮圧で対応出来る。
前述の構成に加えて排気管路を複数に分岐して該排気管路を改質部として触媒を対峙させており、該改質部の上流に炭化水素化合物と二酸化炭素を導入して排ガス中の水蒸気とともに該触媒に接触させる構成にする事も出来るし、又は上記排気管路内に該改質路を設けて二酸化炭素と炭化水素化合物(例えばジメチルエーテルCH3OCH3)を導入して改質流路の触媒に接触させ排ガス中の排熱にて反応させて、水素と一酸化炭素の合成ガスを生成する構成であり、更に上記改質した合成ガスを下流に設けている合成ガス改質路に導入して再度排熱にて反応させ水素と二酸化炭素を取り出す構成にも出来る事を示した概略構成図である。
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。上記畜ガスタンクの構造で二酸化炭素畜ガスタンク・水素畜ガスタンクを設ける事が好ましい。
*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。
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本願発明の内燃機関発電とするのが良い。
更に改質部(CO2の改質)の使用により、石炭等の化石燃料を使用する事が出来、燃料としていた木材等を植物原料のCに改質する出発材料に出来る。前記触媒は一例として鉄系金属及び/または化合物の他に他の金属あるいは化合物を合わせて用いる事が出来る、他の金属あるいは化合物の例としては亜鉛、ニッケル、クロム、マンガン、スズ、セリュウム、ランタン及びこれらの化合物、他の金属あるいは化合物である。
*、化学工場・製鉄工場・アルミ工場・塵焼却場・石油精製工場等からパイプラインで水素と一酸化炭素の混合気体・二酸化炭素・水素等の輸送手段とすれば運搬機器での輸送よりはるかに輸送コストを下げる事が出来る。
アメリカや欧州各国ではそれぞれ数千Kmの水素輸送パイプラインを敷設しており、世界を競争相手として勝ち残るためにも政府の後押しで早期に実現するべきである。
現行法規(日本ではJIS B 8265の登録を完了している段階であり・国際的にはISO 16528がある)では輸送用のCFRP(高密度ポリエチレンライナーの全面をガラス繊維や炭素繊維で強化したタンク)容器は圧力35MPa容量360Lまでと成っているので該容器を活用するには規制緩和が必要である。(日本産業ガス協会,水素ガス容器基準}
前記水素パイプラインのパイプ材としては、現在の先端技術では、通常のラインパイプ鋼材に比し、バナジュウムを減らしニッケルやクロムを少量加えた耐サワー材であれば、通常の輸送環境下での使用材と出来るとしており、それによるコストUP分も10%以下とされておる。
Claims (17)
- 水素か水素と一酸化炭素の合成ガスかの何れか一方か両方かを主燃料とした内燃機関であって、該内燃機関のエンジンブロック内に通水路を設けて水を導入する導入口から通水路に水か二酸化炭素かの何れか一方か両方かを導入しており、エンジンの燃焼による該内燃機関のエンジンブロックの熱を吸熱して該水は水蒸気となり該二酸化炭素は吸熱二酸化炭素にしており、一方燃料の燃焼で水素ガスは水蒸気と窒素を主成分とする高温の排ガスとなるかあるいは、水素ガスと一酸化炭素を燃料とした燃焼では水蒸気と二酸化炭素と窒素を主成分とする高温の排ガスとなり該エンジンブロックの排気口から排気管路に排出されており、排気管路に設けておる改質路か排気管路内に設けておる改質路かの何れか一方か両方かの改質路中に触媒を対峙させており、該改質路上流に炭化水素化合物を導入して該通水路で生成した水蒸気又は/及び吸熱二酸化炭素とともに触媒に接触させるか、新たに炭化水素化合物と二酸化炭素を導入し排ガス中の水蒸気とともに触媒に接触させる事かのいずれかで、水素と一酸化炭素の合成ガスか水素か二酸化炭素かの何れかを生成して取り出し、該ガスを畜ガスする畜ガス手段を設けて畜ガスするかあるいは畜ガスタンク経由にするかの何れかにして当該内燃機関の燃料とすることを特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 前記エンジンブロック排気口下流の排気ガス管路に水と炭素とを内燃機関の排熱にて反応させて水素と一酸化炭素の混合気体を取り出す取り出し路か該取り出し路中に触媒を対峙させて排熱で改質する合成ガス生成路かのいずれか一方か両方かを設け、取り出した水素と一酸化炭素の混合気体を畜ガスする畜ガスタンクとを設けており、該取り出した水素と一酸化炭素の混合気体をそれぞれの畜ガスタンク経由で当該内燃機関の燃料とするかあるいは合成ガス改質路で水素と二酸化炭素を取り出す出発材料の合成ガスにするかのいずれかにしておる事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関を提供する。
- 前記改質路か取り出し路か合成ガス生成路かの内いずれか一方以上で取り出した水素と一酸化炭素の混合気体かあるいは新たに取り入れた水素と一酸化炭素の混合気体かの何れかを改質する合成ガス改質路を排ガス流路に設けて、該合成ガス改質路に水素と一酸化炭素の混合気体を導入して合成ガス改質路内で再度内燃機関の排熱に反応させて水素と二酸化炭素を別々に取り出し、取り出した水素と二酸化炭素はそれぞれ畜ガスタンクを設けて畜ガスしており、該水素は該内燃機関の燃料としており、該二酸化炭素は上記改質路で改質する出発材料の二酸化炭素としておる事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項1乃至請求項3に記載の改質路か、水素と一酸化炭素の取り出し路か、合成ガス生成路か合成ガス改質路かの内少なくともいずれか一方以上を設けた内燃機関を運搬機器に搭載し運搬機器の載内機関とすることを特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項1乃至請求項3に記載の改質熱源をエンジンブロック内に設けた通水路にてエンジンブロック内で吸熱した熱源である事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項1乃至請求項4に記載の内燃機関であって、該内燃機関を一定の条件で運転しその回転力で発電して蓄電器に蓄電して、その電気を動力源として自動車を走行させる構成構造にしていることを特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項6に記載の蓄電器の蓄電量が上限設定値になると該内燃機関エンジンの駆動を停止して電力で走行し、蓄電量が下限設定値になると該内燃機関エンジンで駆動する構造にした事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項6に記載の内燃機関に充電受電プラグを設け、畜電器に蓄電する充電手段として、その電気を動力源として自動車を走行させる構成構造にしたことを特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項6に記載の該内燃機関の走行形態の下り坂走行及び/または惰力走行時での走行を制御する制御手段であり、前記下り坂走行制御手段はエンジン0FFにして走行し、スピードを制御するブレーキの制動力を発電動力にする手段を設けるか及び/または惰力走行を自動制御する惰力走行自動制御手段を設けた事を特徴としたと温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項1乃至請求項4に記載の内燃機関の回転力をそのまま動力発電機の発電動力とする手段か、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を改質熱源として、水素と一酸化炭素の取り出し路か、合成ガス生成路か、又は改質路か、合成ガス改質路か、の内いずれかの一方以上を設けて、該内燃機関の燃料を生成する構成にして、現有の火力発電設備に併合する手段とするかの、何れかの手段にして設けた事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 熱又は水蒸気又は二酸化炭素又は水素の内いずれか一種以上を廃棄している製造業か設備かの何れか一方か両方かのいずれかに於いて、前記廃棄されている熱又は水蒸気のいずれか一種以上を改質熱源とするかあるいは水素はそのまま燃料として二酸化炭素は合成ガスに改質する出発材料にするかの何れかにして、水素と一酸化炭素の取り出し路か、合成ガス生成路か、改質路か、合成ガス改質路か、の内いずれかの一方以上を設けて該内燃機関の燃料を生成する構成にして当該内燃機関の燃料として内燃機関を運転して、その回転力をそのまま動力発電機の発電動力とする事を特徴とする請求項1乃至請求項4に記載の温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器。
- 請求項1乃至請求項4に記載の畜ガス手段は、該畜ガスタンクを車の車体上部に搭載するか、あるいは車のシャーシー部に車載するか、のいずれかに車載する畜ガス手段としている事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項1乃至請求項4に記載の畜ガス手段に、タンク損傷を防止する損傷防止手段か、衝突時に車の設置部からタンクを分離する、タンク分離手段かの、いずれか一方か両方かの、いずれかの手段を設けておる事を特徴とする、温室効果ガス排出削減策の内燃機関。
- 請求項1乃至請求項4に記載の内燃機関の排熱を改質熱源として含炭素化合物か含水素化合物の一方かあるいは両方かの何れかを加工して熱分解若しくは改質して水素か、炭素か、二酸化炭素か、の内少なくともいずれかの一種以上の物質を取り出し、前記畜ガスタンクに畜ガスして、前記ガスを取り出された化合物を、製品として販売し、取り出した該ガスを、該内燃機関の燃料とするか、あるいは改質して燃料とするか、あるいは改質出発原料とするかの内いずれかの一方以上にしておる事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器。
- 請求項1乃至請求項4に記載の内燃機関の燃料を燃焼させた排ガスから熱を水に吸熱させる水吸熱手段を貯水タンクに設けており、前記水吸熱手段により貯水タンクの水を温水にして、前記吸熱された排ガス中の水蒸気は液体の水となり水回収手段で水を分離回収しておる事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器。
- 請求項1乃至請求項4に記載の植物の炭素を製造する小規模炭素製造器であって、酸素が入らない環境で木材等の植物原料を加熱して炭化させる炭化室CSと、前記炭化室を加熱する木材等の植物原料を燃焼させる燃焼室FCと、燃焼室FCの排ガスの通気路と水H2Oを水蒸気Jにする水蒸気生成手段の管路Jを炭化室の内壁に沿って設けており、水蒸気生成手段の水蒸気と前記炭化室での炭化過程で発生するガスC4を燃焼室に導入して炭化室を加熱する燃料とする構成構造にするか、あるいは上記炭化水素化合物改質技術を上記排ガス管路の排出部に設けて、一例として改質物質をジメチルエーテルとして、触媒を対峙させておる該改質部に、ジメチルエーテルに水蒸気か二酸化炭素の一方か両方かの何れかを該触媒に接触させ該小規模炭化装置の燃料とする構成にするかの何れかにして設けた事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器。
- 請求項16に記載の小規模炭素製造器の構成で炭化室と燃焼室間を通気出来る構成にして上記炭化室を水蒸気の生成部と排気ガスからの二酸化炭素を分離する分離部と該二酸化炭素を燃料に改質する改質部を設けた暖房器にした事を特徴とする温室効果ガス排出削減策の内燃機関及び/又は機器。
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