[发明专利]热力发动机及使用该热力发动机的发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及包含内燃机、外燃机的热力发动机及使用该热力发动机的发电系统。

背景技术

一般来说，2冲程引擎或4冲程引擎那样的内燃机使汽油、重油、轻油、天然气等化石燃料与空气的混合气体在燃烧室内燃烧，利用燃烧室内的压力变化而产生能量。即，由于现有的内燃机利用化石燃料与空气两者而产生能量，因此用于调整构成混合气体的化石燃料与空气的混合比、以及送入燃烧室内的混合气体的量的机构是不可缺少的。作为此类机构，例如具有汽化器、燃料喷射装置。

另外，燃气轮机那样的外燃机使被压缩机压缩的空气与化石燃料的混合气体在燃烧室内燃烧，利用由此得到的高温气体从燃烧室强势排出时的能量而转动涡轮，从而从涡轮的旋转轴获取能量。即，与现有的内燃机同样，现有的外燃机也利用化石燃料与空气两者产生能量。

在上述内燃机及外燃机(以下，通称“热力发动机”)中，当使混合气体燃烧时，产生不少二氧化碳(CO₂)。例如，在化石燃料为汽油或天然气的情况下，如下述反应式所示，分别产生16CO₂、3CO₂的二氧化碳。

2C₈H₁₈+25O₂→18H₂O+16CO₂

C₃H₈+5O₂→4H₂O+3CO₂

并且，由于空气的70％以上是氮气，因此当使混合气体燃烧时，在产生上述二氧化碳的同时也产生氮氧化物(NO_X)。

从热力发动机排出的二氧化碳是地球变暖的一个因素，给地球环境带来深刻的负面影响。并且，规定值以上的氮氧化物除了成为光化学烟雾、酸雨的原因之外，还对人体的呼吸系统造成不良影响。因此，特别是近年来，用于降低上述物质排出的研究、开发得以积极进行。

此外，上述的现有技术是本申请的申请人所知晓的一般技术信息，在提交本申请的时刻，申请人并不具有关于记载了上述现有技术及其他在先技术的在先技术文献的信息。

发明要解决的问题

根据经过上述研究、开发所得到的技术，能够在一定程度上减少产生的二氧化碳及氮氧化物的量。然而，在使用化石燃料作为燃料的条件下，不能完全不产生二氧化碳、氮氧化物。

另外，如果将氢作为燃料来代替化石燃料，则能够完全不产生二氧化碳、氮氧化物。然而，与现有的热力发动机同样，此类热力发动机需要用于严格调整氢与空气的混合比、向燃烧室内取入空气的复杂机构。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种热力发动机及使用该热力发动机的发电系统，该热力发动机能够不排出二氧化碳、氮氧化物，并且省略用于向燃烧室内取入空气或调整燃料与空气的混合比的机构使结构简化。

用于解决问题的方法

本申请发明人为了解决上述课题而多次深入研究，其结果是发现如下情况，即，如将含有比例为2∶1的氢与氧的“氢氧气体(作为一例，列举出日本专利第3975467号公报所公开的氢-氧气体。氧原子与两个氢原子不是以水分子那样约105度(参照图1(A))结合、而是以180度(参照图1(B))结合)”作为燃料使用，则能够同时解决上述两个问题，从而完成了本发明。

即，本发明的第一发明所涉及的热力发动机是内燃机，其特征在于，所述内燃机具备：燃料取入口，该燃料取入口用于向燃烧室内取入作为燃料的氢氧气体；火花塞，该火花塞对燃烧室内的燃料进行点火；活塞，该活塞与点火前后的燃烧室内的压力变化对应地运动；运动转换机构，该运动转换机构将活塞的运动转换为输出轴的旋转运动。

由于氢氧气体原本含有氧，因此在燃烧时无需与空气混合。并且，由于氢氧气体由氢与氧构成，因此通过燃烧产生的是水或者水蒸气。由此，根据该结构，能够完全不排出二氧化碳和氮氧化物，并且能够省略用于调节空气与燃料的混合比或向燃烧室内取入空气的机构，从而使结构得以简化。并且，由于该热力发动机不需要空气，因此即使在真空中或水中也能从输出轴获取能量。

在上述第一发明所涉及的热力发动机中，能够将氢氧气体与现有燃料的混合气体作为燃料。