JP5967682B1 - 富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。 - Google Patents

Abstract

【課題】最大の課題は地球温暖化に対処する「ＣＯ２」の排出削減・排出抑制であり、その為の施策の１つの方法を構成するエンジン機構を提供する。【解決手段】炭素か、水素を含む、炭化水素系燃料を冨化酸素空気で燃焼させるエンジンの構成で燃料の水素を生成し、生成した水素を水素燃料電池に供給して電気を生成する構成の連続燃焼型エンジンとしており、更に上記エンジン構成をガスタービンエンジンとして、燃焼ガスと生成ガスの両方でタービン翼を回転してその回転力を運搬機器の駆動力とするか発電機の発電動力とするかにしており、更に該ガスタービンの基本構成をターボフアンエンジンに適用して(例えば戦闘態勢時の推進力を大きくする構成か)飛行の推進力を確保した構成の燃料を生成して省燃費にするかにしたエンジンにして解決した【選択図】図１

Description

炭素か、水素かの何れか一方か両方かを含む、炭化水素系燃料を富化酸素空気で燃焼させるエンジンに於いて、該エンジンの燃焼による排熱を改質熱源として、該排熱にて水蒸気改質か吸熱改質かの何れの手段で水若しくは二酸化炭素を、改質手段か分離手段かの何れか一方か両方かにて当該エンジンの燃料に生成（改質）して畜ガスする構成にしており、
更に上記エンジンをタービンとした構成にして、燃焼ガスのみをタービン翼の回転力にしておる在来のガスタービンに、燃焼室内の冷却手段により生成しておる水蒸気をタービン翼の回転力にプラスして水蒸気と燃焼ガスの両方をタービン翼の回転力にした構成のエンジンに関するものである。

温室効果ガスＣＯ_２を燃料に改質する水蒸気改質技術は製鋼業に於いてはすでに実用化されておる技術であるが該技術は定置形態の大規模装置（Ｐｌａｎｔ）に於ける技術であり、エンジンの排気ガスの排熱で該技術を適用し、かつ、当該エンジンの燃料を生成する技術は公開されていない。
上記技術の他には東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るが、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で調達するものである（グローバル二酸化炭素リサイクル）。
気体の膜による分離（例えば、プリズムセパレーター＝中空糸複合膜）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（それぞれの名称は会社名）等がそれぞれ独自の分離膜システムを商品化しておる。
酸素富化空気の用途に自動車と記載されておるのみで詳細の記載は無い文献は有るが、エンジンに適用して酸素富化空気（例えばＯ_２純度９７％以上）をエンジンの燃料燃焼用の吸気に使用しておる技術は開示されていない（見つからない）。

特開２０１２−２３６１２３ ゼオライト膜による排ガス中の二酸化炭素分離回収システム。 特開平７−１６６８８７ガスタービン 特許４２３１７３５ プロトン導電セラミックスによる水素の分離。 特開２０００−３２０４０７ ジメチルエーテルの車上改質方法および装置 特開２０１５−５３２７５ プロトン交換膜燃料電池 特許第５６６０４２８号 耐熱コーティング材 特開２０１１−１４０６０５項酸素透過電解質及びその製造方法並びに、スルホンイミドモノマ。

加圧された排ガス中の水分を水分離膜の透過側へ分離除去し、水分濃度を低減させる膜型脱水機と除湿された非透過側ガスから、二酸化炭素分離膜１０の透過側にＣＯ_２を濃縮したガスを生成させる分離濃縮器とＣＯ_２濃度が低減した非透過側の残留排ガスから二酸化炭素分離膜１３の透過側へＣＯ_２を選択的に透過させ、非透過側ガスのＣＯ_２濃度を低減させる分離除去機を具備し、二酸化炭素分離膜１０、及び二酸化炭素分離膜１３の内少なくとも１つが、ゼオライト膜である（使用条件として０℃〜６０℃の範囲内）の技術（特許文献１）がある。
＊本願の水及び窒素の分離には上記膜分離技術にも同様の技術（例えば、プリズムセパレーター＝中空糸複合膜）も採用しており、二酸化炭素、水素の分離膜に採用するには改質温度が２００℃〜３００℃以上であるので耐熱構造の膜の使用が必須条件となる。

蒸気複合式火力発電所においてガスタービンを運転するためのガスを発生するための方法及びこの方法を実施するための装置に関する技術であり、石炭のみで燃焼されるガスタービン・蒸気複合式火力発電所においてガスタービンを運転するためのガスを発生するための方法及びこの方法を実施するための装置。この方法では、圧力火炉から流出する生ガスが灰の溶融温度を超える温度のときに、まず循環排ガス及び／又は空気及び／又は酸素によって灰の融点温度以下に、ただしガスタービン入口温度より上に冷やされ、引き続き純ガスに熱を放出しながら循環排ガス及び／又は空気及び／又は酸素を添加しながら更に約６５０〜９５０℃に冷やされ、この温度において公知の方法でアルカリ金属化合物、ＳＯ_２、ＮＯ_Ｘを含むダストを取り除かれ、純ガスとして生ガスから熱を吸収することによって許容ガスタービン入口温度に温められ、次にガスタービンを貫流し、引き続き廃熱蒸気発生器を貫流し、該発生器のなかで単数又は複数の圧力段で蒸気タービンを運転するための水が予熱され、蒸発し、過熱される装置に関する技術（例えば特許文献２）がある。本願は富化酸素空気（例えば純度９７％以上）と水素か、水素と一酸化炭素の合成ガスか｛又は二酸化炭素を排出する燃料｝の何れかを燃焼するものであり、燃焼及び燃焼室の冷却手段により水蒸気生成量の増加を使用目的としておるもので該特許文献２の純ガスとして生ガスから熱を吸収することを目的とした物とは同じ純酸素使用であっても目的効果は違う、該富化酸素空気の使用による燃料の燃焼カロリーを多くする事で改質に使用する水蒸気の生成を多く出来、さらに燃焼に係る窒素使用のＮＯ_Ｘ処理やＮ_２（空気の８０％）の圧縮加熱等のエネルギーや燃焼室の容積を少なく出来る部分に大きな差異がある。

この発明に係るプロトン−電子混合伝導性セラミックスは、ペロブスカイト型構造を有する金属酸化物であって、これを構成する金属のモル比の総和を２としたとき、クロム（Ｃｒ），マンガン（Ｍｎ），鉄（Ｆｅ），コバルト（ＣＯ），ニッケル（Ｎｉ），ルテニュウム（Ｒｕ）のうちの少なくとも１種を、モル比で、０．０１以上，０．０８以下の範囲で含み、プロトン伝導性及び電子伝導性を有する事を特徴とするものである。
該発明によれば、高温領域に於いてプロトンと電子とを導電種として併せもち、プロトン伝導性及び電子伝導性が発現される。これは試験により確認されている、に関する技術（例えば特許文献３）がある。
本願第一の発明の合成ガスを水素と二酸化炭素に分離する技術として使用している。

ジメチルエーテルと水を、排気ガスの熱で加熱された触媒に接触させて合成ガスを生成させ、これをエンジンの燃料に用いる事を特徴とする物で、改質に使用する触媒としてイリジュウム、白金、ロジュウム、又はニッケルを活性成分とする触媒、及びパラジュウム担持金属酸化物と個体酸性化合物を組み合わせた触媒の製造に関する技術で好ましい触媒担体としてアルミナは合成ガス収集率が高いとしておる物、（例えば特許文献４）がある。
本願の改質熱源にはエンジンの熱を吸熱する吸熱手段か、排ガス中の熱を吸熱する吸熱手段か、改質後の排ガス中の熱を吸熱する吸熱手段かの内いずれか一方以上を吸熱手段としておるのに対して該文献は排ガス中の熱を吸熱する吸熱手段のみの使用である部分が相違している。
該文献の触媒は本願の触媒としても使用可能である。

プロトン交換機（ＰＥＭ）燃料電池ベースの発電機に於いて、発電により生成した水の再利用に関する技術であるが、背景技術として在来技術を使用した燃料電池の構成が記載されておるので取り上げておる（例えば特許文献５）がある

Ｎｉ基超合金基材にコート材を塗布したＮｉ基超合金部材において、コート材が基材界面において相互拡散を生じない化学組成を有するコート材（ＥＱコート材と呼称）であって、質量％として、０．２％以上１５％以下のＰｔ（白金）または／およびＩｒ（イリジウム）、Ａｌを２．９％以上１６．０％以下、Ｃｒを１９．６％以下、Ｍｏを１０．０％以下、Ｗを１５．０％以下、Ｔａを１４．０％以下、Ｈｆを３．０％以下、Ｙを０．１％含有し、残部がＮｉと不可避的不純物とからなる組成を有することを特徴とする技術（例えば特許文献６）がある
本願吸熱構造手段ＳＣのコーティング技術とする事も出来る。

軟化温度が高く、かつ、酸素透過性及びプロトン伝導性に優れた高酸素透過電解質及びその製造方法、並びに、このような高酸素透過電解質の原料として使用することが可能なスルホンイミドモノマを提供する技術（例えば特許文献７）がある．本願の燃料電池にも採用出来る技術である。

最大の課題は地球温暖化に対処する「ＣＯ_２」の排出削減・排出抑制であり、その為の施策の１つの方法を構成するエンジン機構を発明する事であり、
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最終的には改質路か改質路に触媒を対峙させておる触媒対峙改質路か水素分離手段を設けて水素を燃料として水素を生成し、生成した水素を水素燃料電池の水素として「ＣＯ_２」を排出しないエンジンとして更に上記エンジンをガスタービンとした構成にして、燃焼ガスのみをタービン翼の回転力にしておる在来のガスタービンに、燃焼室内の冷却手段により生成しておる水蒸気をタービン翼の回転力にプラスして水蒸気と燃焼ガスの両方をタービン翼の回転力にした構成にしたエンジンを発明する事である。

第一の発明は
空気から酸素を分離した富化酸素と燃料を燃焼するエンジンで有り、該燃料が燃焼により二酸化炭素を生成する燃料では、燃焼により生成される排気ガスは主として水蒸気と吸熱二酸化炭素であり、他方燃料を燃焼しても二酸化炭素を生成しない燃料（水素）の燃焼により生成される排気ガスは主として水蒸気であり該二酸化炭素を生成しない燃料（水素）に二酸化炭素を吸気（富化酸素）若しくは燃料（水素）の何れかに混入した燃焼で生成される排気ガスは主として水蒸気と吸熱二酸化炭素の排気ガスであり、何れを燃料としても主として水蒸気か水蒸気と吸熱二酸化炭素かの何れかの排気ガスが排気ガス流路に排出されており、該燃料は燃料供給手段で燃焼室部に供給して富化酸素と燃料を燃焼室部で燃焼（二酸化炭素は燃焼しないので記載していない）しており、該燃焼室部内外壁間に通水路ＭＨを設けており、燃焼室部内壁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、該エンジンの燃焼室部内に燃料の燃焼火炎の直射熱を受ける吸熱構造手段ＳＣを設けており、該水を導入する導入口から通水路ＭＨに水を導入しており、該水を噴射ノズルＴＪから吸熱構造手段を含む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を含むエンジンの燃焼室部内の燃焼熱を吸熱して該水を水蒸気にして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排気ガス流路に排出されており、
上記排気ガス流路中に水蒸気改質（主にＮｉ系の触媒を担持が安価で好ましい）か、水性ガスシフトか、ドライリフォーミングかの何れか１以上の改質路にて排気ガス中の水蒸気と吸熱二酸化炭素の何れか一方か両方かを、水素と一酸化炭素の合成ガスか水素と二酸化炭素の混合ガスか炭化水素化合物かの何れか１以上に生成しており、生成したガス（合成ガスか水素と二酸化炭素の混合ガスかの何れか）を水素分離手段｛例えばプロトン導電セラミックス、膜分離法（パラジュウム膜担持等）ＧＧＫＡで水素と二酸化炭素に分離して取りだし、取り出した水素と二酸化炭素と上記富化酸素と合成ガスは別々に畜ガス出来る畜ガスタンクを設けて畜ガスして更に水は水タンクに貯水しておる事を特徴とする、富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジンを提供する。
＊上記エンジンの燃焼室部内に設けておる燃料の燃焼火炎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Ａｌ_２Ｏ_３系合金が好ましい）にして設け、該エンジン燃焼室部内の吸熱構造手段を含むエンジン燃焼室の冷却手段と水蒸気生成手段の両方を兼ね備えた手段としておる事を特徴としておる上記エンジンの燃焼室部。
第二の発明は
上記エンジンは運輸機器に搭載されており、
該運輸機器に燃料電池の燃料スタックを設けており、該エンジンで生成し畜ガスしておる富化酸素と水素を燃料電池に供給して電気を生成して生成した該電気を運輸機器の駆動力とする電気モーターを設けており該電気モーターに電気を供給して該モーターの回転力を運輸機器の駆動力としておる事を特徴とする、請求項１に記載の富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジンを提供する。

第三の発明は
上記エンジンを燃焼室部の中央に回転軸を設けたドーナツ状円筒のガスタービン形態の燃焼室部にして設けており、燃焼室部上流に富化酸素を圧縮する圧縮手段を更に設けて富化酸素を圧縮し燃焼部室に供給しており、該吸気か燃料かのいずれかに二酸化炭素を混入させ燃料と吸気を（供給して）燃焼させており、前記噴射ノズルＴＪからの水の噴射による水蒸気生成手段の水蒸気と燃料の燃焼による排気ガスとのガスでタービン翼を回転させ、該回転力を発電機の発電動力として電気を生成しておる事を特徴とする第一の発明に記載の富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジンを提供する。
第四の発明は
上記エンジンは戦闘機に搭載されており、
上記燃焼部室と耐熱構造部を含む燃焼部室とタービン翼冷却構造部との冷却手段を設けておるガスタービンエンジンの構造にターボフアンによって吸い込まれた空気の内富酸素分離部に導入する空気以外を排気口に流出させるバイパス流路を外面に設けたターボフアンエンジンとした構成であり、当該エンジンの排気流路に設けた水蒸気改質を主とする改質路（実施例２−３に記載）にて燃料（の水素）を生成して飛行時には畜ガスタンク経由で当該エンジンの推進力として使用する構成にするかあるいは前記戦闘機が戦闘態勢に成った時に生成する全ガスを噴出して推進力として使う間の該戦闘機の燃料として、当該生成燃料の1部を畜ガスする構成にするかの何れかにしておる事を特徴とする第三の発明に記載の富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジンを提供する。

最大の課題は地球温暖化に対処する「ＣＯ_２」の排出削減であり、富化酸素空気を使用する事で、窒素酸化物（ＮＯ_Ｘ）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燃料に改質する事で、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削減策のエンジンとする事が出来た、更に前記炭素を植物の炭素Ｃを使用すれば、当該エンジンで大気中の二酸化炭素をも削減する事が出来る、この事が最大の効果である。

１． エンジンの燃焼室部冷却手段に水を噴射使用し生成された水蒸気を燃料改質熱源（吸熱手段）にする事が出来た。
２． 富化酸素空気を使用する事で窒素取扱い構造が約８０％不要に成った。（エンジンをコンパクトに出来た、窒素の圧縮・排気・吸気に係る動力も不要に成った）。
３． 富化酸素空気と燃料（例えば水素）の燃焼で空気中の酸素を使用した場合より燃焼火炎の中心温度概略４７％高くなった（燃焼熱量が高く成った）。
４． 被改質材（例えばメタンＣＨ₄，ジメチルエーテルＣＨ_３ＯＣＨ_３等の炭化水素化合物）も当該エンジン内の改質路で改質調達出来るので主燃料を水Ｈ_２Ｏとする事が出来た。

温室効果ガスＣＯ_２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は約１兆数千億円と試算されているが、本願の実施により、逆に排出枠の売り手になれる。

分離した富化窒素を使用し、窒素化合物を生成・製造することも出来る。

上記第一の発明乃至第四の発明のエンジンを自動車（２サイクル２輪車・４サイクル２輪車を含む）・船舶・鉄道のディーゼルエンジン車・鉄道の電気駆動車・建設機械・軍需兵器の車両・軍需兵器の船舶・航空機等々の運搬機器に搭載する形態か、更に動力発電機として使用する形態かであり、該動力発電機とした実施形態では定置形態での実施か、あるいは大型トラックで運搬出来る大きさでの実施形態にすれは、大量生産ラインが構成出来、コストの大幅削減が可能となる。

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。

第一の発明の補足記載、（酸素富化手段）
＊上記空気Ａｉｒから窒素Ｎ_２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），エアープロダクツ（企業名）ＰＲＩＳＭメンブレン分離膜、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の原理構成は、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、Ｈ_２Ｏ，Ｈ_２，Ｈ_２Ｓ，ＣＯ_２，Ｏ_２があり、遅いガスにはＡｒ，ＣＯ_３，Ｎ_２，ＣＨ_４等がある。
運転圧力８〜１５０Ｋｇ／Ｃｍ^２Ｇ （８Ｋｇ／ｃｍ^２未満の圧力で可能な物もある）
富化酸素ガス純度は９７％〜９９％程度
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。
該分離膜には例えばパラジュウム合金の薄膜が有り、パラジュウム合金の細管を３００℃〜５００℃に加熱する事で水素を分離出来る。
本願改質路での改質を該分離膜に替える構成（気体の温度・圧力・透過したガスの純度等の条件が合えば）にする事も出来る。

第一の発明の補足記載、（水蒸気改質・シフト改質・ドライリフォ−ミング）
＊水蒸気改質は炭化水素を水蒸気と反応させる吸熱反応であり生成ガス中の水素濃度を高く出来る特徴が有り、
ＣｎＨｍ＋ｎＨ_２Ｏ→ｎＣＯ＋（ｎ＋ｍ/２）Ｈ_２の反応式で示され、
例えば被改質物質としてメタンＣＨ_４を用いた改質反応式は、
ＣＨ４＋Ｈ_２Ｏ⇔ＣＯ＋３Ｈ_２
炭化水素化合物をメタンとした場合の水蒸気改質反応では、ＣｍＨｎ+ｍＨ_２Ｏ→（ｍ＋ｎ／２）Ｈ_２＋ｍＣＯ・・又はＣＨ_４＋ＣＯ_２→2Ｈ₂＋2ＣＯこの反応式は改質温度が高温の時であり、改質温度を低温にする改質路を上記改質路の下流に設けて，Ｈ₂及びＣＯの割合を変えて再度排熱にて反応させると、３Ｈ_２＋ＣＯ→ＣＨ_４＋Ｈ_２Ｏとする事も出来る。
又被改質物質をジメチルエーテルとした場合は、ジメチルエーテルに水蒸気か二酸化炭素の何れか一方か両方かとともに触媒に接触させると、
Ａ．ＣＨ_３ＯＣＨ_３＋Ｈ_２Ｏ（水蒸気）→２ＣＯ＋４Ｈ_２→４８．９ ｋａｌ／ｍｏｌ
Ｂ．ＣＨ_３ＯＣＨ_３＋＋ＣＯ_２（二酸化炭素）→３ＣＯ＋３Ｈ_２→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．ＣＨ_３ＯＣＨ_３＋３Ｈ_２Ｏ→２ＣＯ_２＋６Ｈ_２→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
＊メタンの水蒸気改質
ＣＨ_４＋Ｈ_２Ｏ→３Ｈ_２＋ＣＯ 改質温度６５０〜８００℃
上式のＣＯ一部は更に水蒸気と反応して
シフト反応 ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ_２＋Ｈ_２
水素１ｍｏｉあたりの燃焼熱２８５．８ｋｊ／ｍｏｌ

第一の発明の補足記載、（二酸化炭素分離）
公知技術の二酸化炭素を吸収材に吸収させる二酸化炭素吸収手段（Ａ）及び二酸化炭素分離取り出し手段（Ｂ）であるが、前記（Ａ）には、特表２０１０−５２６７５９，特許３３４５７８２，特開２００９−７７４５７，特開２００１―２１３５４５，特開２００７−１７７６８４，等に開示されており、前記（Ｂ）には特願２００１−４８５９１（カルマン渦），特開２００７−１７７６８４，等に開示されており、二酸化炭素改質反応による水素及び一酸化炭素の製造法の先行技術には特開平０８−２３１２０４や特表２０１０−５２６７５９合成ガスの製造方法（ＣＯ２の改質を含む）特許文献２の特開平１１−１０６７７０等々数多く有る、＊この技術を本願に取り入れて、排ガス中の二酸化炭素を公知技術で「本願のエンジン内発生熱で該エンジンの燃料に改質しておる事」が大きな温室効果ガス排出削減策であり、さらに前記廃棄されていた熱エネルギー（概略７０％で、改質に使用出来るのは概略６０％）で燃料を生成しており、更に該燃料生成による改質原料のカロリーをｕｐさせておる事が本願の特徴点である。

第一の発明の補足記載、（二酸化炭素の改質）
＊二酸化炭素の改質は、二酸化炭素と水蒸気の改質材とともに炭化水素化合物（例えばジメチルエーテル）を触媒と接触させて水素（Ｈ_２）と一酸化炭素（ＣＯ）の混合気体を取り出す技術（特開平１１−１０６７７０）を本願に組み込んで二酸化炭素をも該エンジンの燃料とする事で、燃費向上を図り更なる温室効果ガス排出削減策としている物である。
＊本願は水蒸気改質を例示した構成であるが公知技術の合成ガスの生成方法には、前記水蒸気改質方法、乾燥改質法や部分酸化方法や、オートサーマル改質方法等もあり、本願の水蒸気改質方法に替えて上記合成ガスの生成方法を採用する事も出来る。
＊オートサーマル｛自己熱改質｝
部分酸化反応と水蒸気改質反応の両方により水素を生成する方式。
＊部分酸化方式は発熱反応であり、外部加熱が不要で添加材として酸素富化空気を使用すれば、所定温度に達する迄の起動時間を短縮出来る。
水蒸気改質に比べて温度の制御性が困難と言う問題もある。
例えばメタノールの部分酸化反応では、
ＣＨ_３ＯＨ１／２Ｏ_２（３．９６／２Ｎ_２）→ＣＯ_２＋２Ｈ_２（３．９６／２Ｎ_２）
Ｎ_２は窒素化合物→酸素富化空気使用の場合は生成しない。

第一の発明の補足記載、（吸気に関する理論）
＊水が蒸発する時に必要な発熱量は１ｍｏｌあたり９，７ｋｃａｌ（１００℃）
地球上には１４億Ｋｍ^３の水が存在Ｓその９７％が海水で約３％が陸水である。
＊空燃比 １ＣＣのガソリンに対して８５０ＣＣの空気が必要で
本願酸素富化空気を使用すれば、１６５ＣＣの酸素で良く６６０ＣＣの窒素と２５ＣＣのアルゴンの混合ガスが分離され、窒素とアルゴンの混合ガスは畜ガスタンクに畜ガスされる理論量であり、このアルゴンも分離畜ガスすれば価値あるガスとして利用される構成にもできる。１６５／８５０は１９％で窒素とアルゴンの取り扱い構造が約８０％不要となり、仮に２０００ＣＣ排気量のエンジンであれば理論上４００ＣＣの排気量のエンジンで同じ出力が得られることになる。

第一の発明の補足記載、（燃料を合成ガスとした技術）
＊特開２００２‐０３９０２２ 燃料改質ガスエンジンの改質ガス供給装置では、
炭化水素系燃料を、触媒等を有する改質器で改質ガスに改質し、この改質ガスを改質ガス供給装置によりエンジンに供給し、エンジンの運転を行うものである。このエンジンに供給される燃料は、水素と一酸化炭素を主成分とする改質ガスであるために、希薄燃焼限界が高く、希薄域でも安定したエンジンの運転が可能であり、低ＮＯ_x 、高効率を同時に実現することが可能であり、本願の水素に替えて合成ガスを燃料とする事が出来るとした技術であり、本願は本願の構成で上記合成ガスを燃料とする事も出来る。

第一の発明の補足記載、（二酸化炭素の改質技術）
製鋼所での副生ガスから合成ガスを生成する技術については特開２０１１−２１３５４５の記載では、前記複製ガスがコークス炉から発生したガスであり、その組成は水素５５％メタン３０％その他炭化水素成分が約１０％弱から構成されており、該ガス中の不純物、及び、重質炭化水素を除去した後に、水蒸気と二酸化炭素の内少なくとも１種からなる改質剤と触媒を用いて改質し、水素と一酸化炭素を主成分とする合成ガスを生成しており、
上記改質は外部から導入する水蒸気との間では、
ＣａＨｎ＋ｍＨ_２Ｏ → （ｍ+ｎ／２）Ｈ_２ ＋ ｍＣＯ スチームリホーミング、
ｍＣＯ ＋ｍＨ_２Ｏ → ｍＨ_２ ＋ ｍＣＯ_２ 水性ガスシフト反応、
ＣａＨｎ ＋ｍＣＯ_２ → ｎ／２Ｈ_２ ＋ ２ｍＣＯ ドライリホーミング、
更に水蒸気と二酸化炭素を導入した場合は両反応が進行し、水素と一酸化炭素を含み水素の割合が多い合成ガスが生成される。
上記反応圧力は常圧〜５ＭＰａであることが好ましいとしておる。
この改質の触媒層の出口温度は、６００℃〜１０００℃が好ましいとしておるが、１０００℃を超えると反応器の耐熱構造が必要と成るため経済的ではないとしており、反応器の耐熱構造と触媒の耐熱性をクリアー出来ると触媒層の出口温度が１０００℃を超えて改質出来る構造に出来る。

第一の発明の補足記載、（吸熱構造手段ＳＣ）
上記耐熱（吸熱）構造にはたとえば熱伝導率及び耐熱温度が高いアルミナＡｌ_２Ｏ_３が好ましいので上記耐熱構造をアルミナとする事も出来る。
例えば西村陶業（企業名）ではアルミナＡｌ_２Ｏ_３を主材として、用途により伝熱性(熱伝導率３９Ｗ／ｍ・Ｋ)や、耐熱性（１５００℃）の製品を製造しておるので同社の製品を使用する事も出来る。
上記耐熱構造材にセラミックがあり、アメリカのカミンズ社がセラミックスで作ったディ−ゼルエンジンを試作されておるが、試作目的が熱効率の向上であり熱が排気ガスに逃げて熱効率の向上は４０％程度であったので試作のみに終わっている。このことはエンジンをセラミックスで製作出来る事を証明しておる。

第一の発明の補足記載（水素分離手段）
該水素と一酸化炭素の合成ガスを再度排気ガス中の排熱にて反応させ、水素と二酸化炭素を別々にとりだす水素分離手段（例えばプロトン導電セラミックス）であるが、
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、前記該水素と、一酸化炭素の混合気体をプロトン導電セラミックス管内で再度エンジンの排熱（３００°Ｃ〜８００°Ｃ）にて反応させて水素（Ｈ_２）と二酸化炭素（ＣＯ_２）を別々に取り出し、前記水素と二酸化炭素を別々に畜ガスする水素畜ガスタンクと二酸化炭素畜ガスタンクを設けて、それぞれに畜ガスして、二酸化炭素は、前記水素を取り出す出発材料として、前記取り出した水素は水素畜ガスタンク経由で当該エンジンの燃料とするか、
畜ガスタンクに畜ガスしておる富化酸素空気と水素とで直接燃料電池で電気を製造するかのいずれかの構成である。
＊前記排気管路内の排ガス温度が不足する場合か排ガス中の未燃焼燃料ガス又は未改質ガスか未燃焼炭素粒かのいずれか１以上の処理に、前記合成ガス改質路の上流に排ガス燃焼部を設けて、排ガス中の未燃焼燃料ガス又は未燃焼炭素粒に不足温度を補う程度分の畜ガスしている燃料と酸素（空気）を導入して再加熱（再燃焼）しても良い。

第一の発明の補足記載（プロトン導電セラミックス）
プロトン導電セラミックスは燃焼温度に応じた耐熱性を有すると共に、燃焼ガスを通過させ得る連通気孔を備えたもので、ストロンチウムセレートベースとジルコン酸塩ベースのベログスカイト酸化セラミックス等の、プロトン導電セラミックスは水素、酸素を活性化させる作用を有する点で、特に合成ガスを水素と二酸化炭素を分離して取り出すのに有利である。
一例として本願のプロトン導電セラミックスはプロトン伝導性及び電子伝導性の双方を有し，水素を透過できるプロトン−電子混合伝導性セラミックスを使用する事でも良い。
この酸化物は高温でも安定であり、特に４００〜７００℃において良好なプロトン導電性を示す。
＊膜分離法の補足
水素の膜分離で工業的に実績のある物には、高分子膜ではポリイミド、ポリアミド、ポリスルホン、等が有り、金属系で実用化されている物には、パラジュウムＰｄ合金等がある。
該分離は水素の分子径が小さいので拡散係数が大きくなりその拡散係数の差により分離する物である。

第一の発明の補足記載（植物系炭素Ｃ）
燃料とする炭素Ｃの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っている。
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。
本願の炭素を植物系炭素にすれば植物の炭素同化作用による二酸化炭素の削減になり、大気中の二酸化炭素削減策に成る

第一の発明の改質路の補足（改質路設置例）
＊排気管路の上流部に該水蒸気改質路（好ましくは８００〜９００°Ｃ）を設け、次に、水蒸気か、水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素かを合成ガスか水素と二酸化炭素かに改質する改質路（好ましくは２５０℃〜４５０℃）を設け、そのあとに、シフト反応で一酸化炭素ＣＯと水蒸気Ｈ_２Ｏを２００℃〜３００℃の熱で改質する低温改質路を設けて改質し、生成したガスは畜ガスタンクに畜ガスし、最後に排気ガスから水を分離回収する構成も可能である。
＊上記とは別の排気ガス流路を設けて、水蒸気と吸熱気体の二酸化炭素を合成ガスか水素と二酸化炭素かに改質する改質路（好ましくは２５０℃〜４５０℃）を設け、次に、に水素と炭素を別々にとりだす水素分離手段（例えばプロトン導電セラミックス管改質路、改質温度３００°Ｃ〜８００°Ｃ）を設け分離生成した水素と二酸化炭素を別々に畜ガスして、そのあとにシフト反応で一酸化炭素ＣＯと水蒸気Ｈ_２Ｏを２００℃〜３００℃の熱で改質する低温改質路を設けて、生成したガスは畜ガスタンクに畜ガスし、最後に排気ガスから水を分離回収する構成も可能である。

第一の発明補足（水蒸気生成手段）
＊本願の富化酸素空気を使用した構成では改質に使用出来る水蒸気を、水素の燃焼で生成される水蒸気とエンジン内での水蒸気生成手段による水蒸気とにしており、該エンジン内での水蒸気生成手段はエンジン燃焼部室内で燃料の直射熱を受ける直射熱受け体（吸熱構造手段ＳＣ）を設けており、水か温水を噴射する噴射ノズルを燃焼室内壁に複数設けて該耐熱構造部ＳＣを含む燃焼室内に水か温水の何れかを噴射ノズルから噴射して、耐熱構造部ＳＣと燃焼室内の熱を吸熱して水か温水を（液体）水蒸気（気体）にする水蒸気生成手段と、二酸化炭素を吸熱二酸化炭素にする吸熱手段として、水蒸気を多く生成できる構成にしており、更に富化酸素空気の燃焼で燃焼火炎の中心温度を４７％（計算値）ＵＰしておるので水蒸気改質路及び吸熱改質路を多数設けることが出来るので１燃焼室当たり設置出来る改質路を複数(多数)設けられる、又燃焼室での窒素取り扱いを不要とする構造にしたのでスペースに余裕が出来、複数の燃焼室を設けられる、すなわち改質による燃料（水素）の生成を多く出来る。

第一発明の補足記載、（燃焼部の冷却手段）
＊エンジンの燃焼部の冷却構造であってエンジン燃焼部内外壁（間）に通水路ＭＨを設けて、水を該通水路に導入しており、該燃焼部内壁に設けておる噴射ノズルから燃焼部内に水か温水を噴射してエンジン燃焼部ＮＥを冷却するとともに該燃焼部の燃焼で高熱と成るエンジン燃焼部内壁の一次熱受け部として耐熱構造部ＳＣを設け、該耐熱構造部（吸熱構造手段ＳＣ）に水か温水かの何れかを噴射する噴射手段を設けており、更に通水路の水は燃焼部内の熱を吸熱して水蒸気にして燃焼室部内壁及び燃焼室部内の耐熱構造部を冷却する構造にしておる。
＊この冷却構造はジェットターボエンジンの燃焼部の冷却は空気を使用して多数の穴から燃焼室内に空気を墳出しており、この空気の墳出により燃焼部の冷却をして燃焼部内壁の耐熱手段としておる。
本願は該空気に換えて水を使用しており、水が吸熱した水蒸気で冷却するとともに該水蒸気を燃料生成の水蒸気として活用しておる。(ガスターボエンジンの動翼(低圧・高圧)及び静翼の冷却も同じである。)
＊富化酸素空気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℃程度で富化酸素空気の使用により４７％程度燃焼炎の中心温度が上がる、富化酸素空気を使用したエンジンと、空気（中の酸素）を使用したエンジンとでは上記改質路か改質路に触媒を対峙させておる触媒対峙改質路か水素分離手段かの何れかを計算上４７％多く出来る（水素の生成を多く出来る）。

第二の発明の補足記載、（燃料電池）
＊すなわち第一の発明のエンジンは燃料の改質生成機能のみでエンジンで生成された水素と富化酸素空気を燃料電池の燃料スタックに供給しで電力を生成し、その電力を電気モーターにて駆動動力としておるエンジンである。
＊更に上記燃料電池の電力生成の副産物である水は貯水タンクに貯水し、熱は改質熱源として使用する。
＊例えばＰＥＭ燃料電池は、水素と酸素とを結合して水にする簡単な化学反応を使用し、このプロセスで電流を生成する、水素は、水素化アルミニュウムリチュウムなどの燃料と水蒸気間の化学反応によって生成されることがある。アノードで、水素分子は、白金触媒によってイオン化され、電子を放出する。ＰＥＭはプロトンが通り抜けて流れることを可能にするが、電子が流れる事はできない。その結果として、水素イオンはＰＥＭを通り抜けてカソードに流れるが、電子は外部回路を通って流れる。電子は外部回路を通過するので、電気モーター、電球又は電子回路の様な電気デバイスに電力を供給して有用な仕事を行う事ができる。カソードで、電子及び水素イオンは酸素と結合して水を形成する。この反応の副生成物は、水と熱である。（特許文献５の特開２０１５−５３２７５ プロトン交換膜燃料電池に記載されておる先行技術に関するものである。）
＊上記水素は透過膜に複数回透過させる事で高純度の水素を得る事が出来る。
＊ＭＣＦＣやＳＯＦＣの高温型燃料電池はＣＯ自身を燃料と出来る。燃料電池内で改質する内部改質型と燃料電池外に置く外部改質型があるが、本願は水蒸気を主とする排気ガスから吸熱出来るので、白金触媒は不要で、かつ、水素と酸素の改質構造を該燃料電池内に設けない構成での、ＭＣＦＣやＳＯＦＣの高温型燃料電池形式とする事が好ましい、更に、タービンやマイクロタービンを組み合わせた複合発電エンジンとすることも出来る。

第一の発明の補足（改質路設置例）
水蒸気改質（Ｎｉ系の触媒を担持）か、水性ガスシフトか、ドライリフォーミングか等の改質路か水素分離手段の何れかに於いて、更に反応時間を長く取りたい場合か、もしくは同時進行で水蒸気改質（Ｎｉ系の触媒を担持）か、水性ガスシフトか、ドライフォーミングか水蒸気改質の触媒を変えた低温改質路か水素分離手段のうち少なくとも何れか１方以上を取りたい場合、前記エンジンの内外壁間に設けている通水路ＭＨを、エンジン１内に複数本設ける構造にするかあるいは、エンジン燃焼室部からの排気管路を複数設けるか、エンジンの燃焼部と排気ガス流路のコンプリートを複数設けるかにして該エンジンから１本乃至複数本出た排気ガス管路を更に複数に分岐させて順次切り替えて排気を送る等の構造にする事も出来る。

＊第一の発明及び第四の発明に記載の吸熱構造手段ＳＣの耐熱吸熱構造材
エンジンの燃焼室部内の耐熱構造部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Ａｌ_２Ｏ_３かチタンＴｉかニッケルＮｉかあるいはタングステンかハフニュウムかセラミックスかアルミナかチタンかニッケルを主材とした化合物か耐熱金属（例えばニッケル）にタングステンかハフニュウムかチタンかセラミックスをコーティング（蒸着）した物質等が良いが、
上記耐熱（吸熱）構造にはたとえば熱伝導率及び耐熱温度が高いアルミナＡｌ_２Ｏ_３が好ましいので上記耐熱構造をアルミナとする事も出来る。
例えば西村陶業（企業名）ではアルミナＡｌ_２Ｏ_３を主材として、用途により伝熱性(熱伝導率３９Ｗ／ｍ・Ｋ)や、耐熱性（１５００℃）の製品を製造しておるので同社の製品を使用する事も出来る。
上記タービン翼を特許第５６６０４２８号（Ｐ５６６０４２８）の記載のＮｉ基超合金基材、Ｐｔまたは／およびＩｒの含有するＥＱコート材（ボンドコート層）およびセラミック熱遮蔽コート層の３層の材料を使用する事が提案されており該材を本願タービン翼に使用する事も出来る。

畜ガスタンクの補足記載、
第一の発明の畜ガスタンクであるが前記タンクは、３５ＭＰａの高圧水素ガス貯蔵タンクは必要無く、該エンジンで生成されたガスで少なくとも(最小限)該エンジン改質路が正常に機能する（暖気運転に相当）までに必要な燃料を畜ガス出来るタンクであれば良いので多くて１ＭＰａの程度の圧力のタンクでよい。
又タンク損傷を防止する損傷防止手段であるが、例えば１〜複数個のタンクを１個の包括体にして発泡ポリエチレン、ボロン繊維強化プラスチック、等の衝撃緩衝材ＨＰＥを固着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に固着した物であり、タンク分離手段は前記固定具ＭＴ５に衝撃が掛かるとＶ字状の切り欠け部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）例示構造にしており、前記タンク損傷を防止する損傷防止手段かあるいは衝突時に車のタンク設置部からタンクを分離する、タンク分離手段かの、何れかの一方かあるいは両方かの何れかの手段を設けておる事を特徴とするものであり、更に前記畜ガス手段の非定置設備（例えば自動車）畜ガスタンクで構成され、該畜ガスタンクを車の車体上部に搭載するか、あるいはトラックのシャーシー部に車載するか、前記非定置設備に附帯設置する形態かのいずれかにするのが好ましいが、定置設備（例えば発電所）の場合は安全基準（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）内の構造と材質で構成されなければならないので、非定置設備の畜ガスタンクと定置設備（例えば化学工場）の畜ガスタンクはそれぞれ前記安全基準内か若しくは少なくとも安全基準を変更させ得る要素を持っているもので構成されなければならない、従って、非定置設備（例えば自動車）畜ガスタンクと定置設備（例えば化学工場）の畜ガスタンクはガスを溜めると言う機能は同じであっても構造（規格）は全く違うものである。

ガソリンで５００Ｋｍ走行に必要な燃料を水素（合成ガス）で賄うには、水素５Ｋｇで（水素５６，０００Ｌに相当）、（１０ｇ／Ｋｍ＝水素１１．２Ｌで）ある。 従って２０Ｋｍ走行程度に必要な燃料（水素・合成ガス・二酸化炭素）の畜ガスタンクの容量は燃料切換えロスを無視すれば１１．２Ｌ＊２０＝２２４Ｌ（常圧）のガスを畜ガス出来る畜ガスタンクであれば良いことに成る。 従ってタンク製造コストと設置スペースの関係と設定したい切換え周期と設定したい畜ガス圧と前記法律の範囲内で有れば自在に設計できる。

エンジンから生成した合成ガス（水素）の貯ガスタンクを車の上部に設け、前記貯ガスタンクに、衝撃緩衝材（発砲ポリエチレン，ボロン繊維強化プラスチック等）を固着あるいはコーティングあるいは多層に積層した物の何れかを固着・若しくは貯ガスタンクに包括固着して設け車が大破する事故時の破裂・爆発対策とした貯ガスタンク。

圧縮水素と液体水素の輸送であるが、水素の陸上輸送では、水素ガスの体積貯蔵密度が小さい問題を補うために、１４．７〜１９．６ＭＰａに加圧し圧縮水素として輸送するが、Ｃｒ−Ｍｏ鋼の水素容器は重量が重く、一例をあげれば１００Ｋｇの水素を輸送するトレーラー車は水素容器の重量だけで７ｔになる、圧縮水素の輸送コスト低減には、アルミ合金ライナーや高密度ポリエチレンライナーにガラス繊維や炭素繊維で強化したタンクにする必要がある、
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）

一方液体水素は体積貯蔵密度が水素ガスの８００倍強でタンクローリ―とか断熱コンテナーが使用されているが、液体水素は液化にエネルギーを必要とすることや、沸点が−２５３°Ｃで蒸発ロスが発生する欠点がある。

本願発明のエンジンは水素を燃料とした構成で記載しているが、該エンジンで生成された合成ガス又は水素又は二酸化炭素を畜ガスする畜ガスタンクの蓄圧は現存の水素エンジン車に搭載されている圧縮ガスの３５ＭＰａの畜ガスタンクにする必要は無く１／４０程度の蓄圧であっても良く、その蓄圧を低く出来る分加圧ポンプに使用するエネルギーを使わなくて済むし、蓄ガスタンク構造も現行法規内での多くて数ＭＰａ程度の構造にする事も出来る。

図１は酸素富化手段と燃焼部室と水蒸気改質か、水生ガスシフトか、ドライリフォーミングか水素分離手段かを設けた排気ガス流路とで構成のエンジンの概略構成フォロー図であって、
エンジンの該酸素富化手段Ｎ_２ＢｎにＡｉｒを導入して富化酸素空気ＦｕＯ_２と富化窒素空気ＦｕＮ_２に分離して富化窒素空気ＦｕＮ_２は畜ガスタンクに畜ガスして、富化酸素空気ＦｕＯ_２は畜ガスタンクに畜ガスするか直接燃焼部室に導入するかの何れかで燃焼部室に導入しており、該燃焼部室には水素と富化酸素空気ＦｕＯ_２を燃焼するバーナと点火栓Ｐを設けて連続燃焼させており、該バーナからの火炎の直射熱を受ける該耐熱構造部ＳＣを設けて該バーナからの火炎の直射熱を受けており、該燃焼部室内外壁間に水か温水か水蒸気かの通水部ＭＨを設けて水か温水か水蒸気かを保持しており、該燃焼部室内に水か温水か水蒸気を直噴する直噴ノズルＴＪを設けており、該直噴ノズルから水か温水か水蒸気かを上記該耐熱構造部ＳＣを含む燃焼室内に直噴する事で該水か温水は水蒸気と成り、該水蒸気は吸熱水蒸気と成って上記該耐熱構造部ＳＣを含む燃焼室内の冷却をするとともに多量の水蒸気（＋吸熱二酸化炭素）を生成して排気ガス流路に排出しており、
排ガス流路には水蒸気改質路ＪＫＡを設けており、該改質路に炭素Ｃ（又はジメチルエーテル＝炭化水素化合物）を導入して対峙しておる触媒に炭素Ｃと水蒸気と吸熱二酸化炭素を接触させる事で水素リッチな合成ガスを生成し、生成した合成ガスは畜ガスタンク経由にするか直接下流に設けておる合成ガス分離部（合成ガス改質部ＧＧＫＡ）に導入して水素を取り出し畜ガスして該改質で吸熱後の排気ガスの水蒸気を導入して低温で改質する（ＪＫＡの触媒を変えた改質路）改質路を設け、炭化水素化合物を導入して該炭化水素化合物と水蒸気と反応させて合成ガスを生成し、生成した合成ガスは畜ガスタンクに畜ガスしており、さらに下流に水を分離する水分離部を設けて、水を分離回収して回収した水は水タンクに貯水して、水分離後の排気ガスは排気Ｅｘとして大気に排出される。
更に前記合成ガス分離部（合成ガス改質部ＧＧＫＡ）の下流に二酸化炭素分離部ＣＯ_２Ｂｎを設けて二酸化炭素を取り出して畜ガスして、該分離で分離後の水は貯水タンクに貯水し水分離後の排気ガスは排気Ｅｘとして大気に排出される。
さらに畜ガスしておる富化酸素空気と水素を電気にする燃料スタックを設けて燃料電池の燃料スタックに富化酸素空気と水素を供給して該燃料電池の燃料スタックで電気を生成して、該電気を当該移動体の駆動力とする構成である。
更に畜ガスしておる富化窒素空気ＦｕＮ_２と畜ガスしておるガス（例えば水素Ｈ_２）とを反応させる反応路を設けて該反応路に供給して反応させて窒素化合物（例えばアンモニア）を生成して畜ガスする構成もある。

図2（Ａ）は上記実施例に記載の窒素分離部Ｎ_２Ｂｎの構成を簡単に図示した物で、
例えば空気Ａｉｒをコンプレッサー等で圧縮してフィルターで不純物を除去した空気をプリズムセパレーター＝中空糸複合膜に導入して該中空糸複合膜で酸素はプリズムセパレーターの外側に排出され窒素ガスはセパレーター排出口から排出される構造を図示したものである。

図２（Ｂ）は水分離に該プリズムセパレーター＝中空糸複合膜を水（水蒸気）の分離に適用した物であり分離基本原理は相対的透過係数により分離するものや、拡散係数の差により分離するもの等がある。

図３（Ａ）は上記エンジンの燃焼室部ＮＥの中央にメインタービンＭＴＡ・低圧タービンＬＴＡの回転軸を設けたドーナツ状円筒のガスタービン形態の燃焼室部ＮＥにして設けており、ガス（燃焼ガスと冷却手段で生成された水蒸気と吸熱二酸化炭素を主とするガス）でメインタービンＭＴＡ・低圧タービンＬＴＡの動翼ＤＹを回転させ動力を得る構造のガスタービンであって、大気から遠心式圧縮機（コンプレッサーでも軸流式圧縮器でも良い）にて圧縮した空気を窒素（酸素）分離部Ｎ_２Ｂｎに導入して富化酸素ＦｕＯ_２を分離して（蓄ガスタンクに畜ガスして）おり、上記ガスタービン本体に設けておる圧縮機で更に圧縮して燃焼室部の燃焼ノズルに導入（するかの何れかに）しており、該燃焼室部の内外壁間に通水路ＭＴと内壁に複数の噴射ノズルＴＪ設けており燃焼室内には該圧縮した富酸素と燃料と二酸化炭素を燃焼ノズルに導入して燃焼させており、（燃焼ノズル数個に１個の割合で点火栓を設けておる）燃料の燃焼による燃焼直射熱を受ける耐熱構造部ＳＣを設けて該噴射ノズルから水か温水を噴射して該耐熱構造部を含む燃焼室部内の冷却をするとともに噴射した水か温水を水蒸気にして燃焼での排ガスとともに低圧タービンの静翼から動翼に→メインタービンの静翼から動翼に噴射しており、前記ガス(燃焼ガス、水蒸気)でメインタービンの動翼を回転させその動力を前方に取り出し（本図の場合は1例としてＶベルトとプーリーを使用した形態で動力伝達を行い）駆動力とするか発電動力とするかにしておる。（低圧タービンの回転動力は空気及び富酸素圧縮器Ｎ_２Ｂｕの動力として使用している）

排ガス流路には水蒸気改質のＣＯ_２改質路ＣＯ_２ＫＡを設けており、該改質路に炭化水素化合物（例えばメタンＣＨ_４）を導入して対峙しておる触媒に水蒸気と吸熱二酸化炭素を接触させる事で合成ガスを生成し、生成した合成ガスは畜ガスタンク経由にするか直接下流に設けておる合成ガス分離部（合成ガス改質部ＧＧＫＡ）に導入して水素を取り出し畜ガスするかの何れかにしており、更に下流にＣＯ_２ＫＡで導入するメタンを生成するメタン生成路ＣＨ_４ＳＲを設けた改質路を設けており、実施例２に記載の該改質で吸熱後の低温排気ガスで改質する（ＣＯ_２ＫＡの触媒を変えた改質路）改質路を設け、炭化水素化合物を導入して該炭化水素化合物と水蒸気と反応させて合成ガスを生成し、生成した合成ガスは畜ガスタンクに畜ガスしており、さらに下流に水を分離する水分離手段を設けて、水を分離回収して回収した水は水タンクに貯水して、水分離後の排気ガスは排気Ｅｘとして大気に排出される。
更に前記合成ガス分離部（合成ガス改質部ＧＧＫＡ）の下流に二酸化炭素分離部ＣＯ_２Ｂｎを設けて二酸化炭素を取り出して畜ガスして、該分離部で分離後の水は貯水タンクに貯水し水分離後の排気ガスは排気Ｅｘとして大気に排出される。
更に畜ガスしておる富化酸素空気と水素を電気にする燃料スタックを設けて燃料電池の燃料スタックに富化酸素空気と水素を供給して該燃料電池の燃料スタックで電気を生成して（蓄電して）、該電気を当該移動体の駆動力とするか電力ＥＬとしておる構成である。

図３（Ｂ）はメインタービンの駆動力をエンジン後方に取り出した形態を現した概略図である。
図３Ｃは図（Ａ）の燃焼室部を拡大して燃焼室部及びタービン翼冷却構造部を判り易くした概略図であり、燃焼室部下流に通水路ＭＨから水を噴射する噴射ノズルＴＪを有する水導入管を保持したタービン翼冷却構造部ＲＹを設けており該冷却構造部に水を噴射して下流のタービン翼ＬＴＡ，ＭＴＡを冷却するとともに冷却水を水蒸気にして下流に排出しておる構造である。

図４Ａは図３の燃焼室部位を含む部位のＡ−Ａ半断面図であり、燃焼部室内外壁間に複数の噴射ノズルＴＪにて耐熱構造部ＳＣに噴射する構成と燃焼ノズルＮｎの配置（複数円形に配置）と、更に点火栓Ｐを複数（２〜３個）設けておる事を現した図である。

図４ＢはＡ図がタービン燃焼室部を円筒形にした１燃焼室部で構成しておるのに対してタービン回転軸Ｌ・ＭＴＡを中心として円を描くように複数個の燃焼室部を設けた構成にしたもので、燃焼室部を小径にする事で燃焼室部の加工（成形・焼成等，特に耐熱構造部ＳＣをアルミナ成形とした場合での焼成）では有利である。

図５は実施例３の燃焼部室と耐熱構造部ＳＣと耐熱構造部ＳＣを含む燃焼部室とタービン翼冷却構造部ＲＹとの冷却手段を設けておるガスタービンエンジンの構造の外面にターボフアンによって吸い込まれた空気で富酸素分離部に導入する空気以外（用途により異なるが軍用以外では５/６程度）を排気口に流出させるバイパス流路ＢＲを設けたターボフアンエンジンとした構成であり、図５では大気Ａｉｒを窒素（酸素）分離部に導入（用途により異なるが軍用以外では概略１／６）して富酸素ＦｕＯ_２を分離して分離した窒素ＦｕＮ_２は排気口近傍でバイパス流の空気と合流させて放出しており、分離した酸素は軸流圧縮機で圧縮されて燃焼部に送られる、
当該エンジンの排気流路に設けた水蒸気改質を主とする改質路(実施例２−３に記載)にて燃料(の水素)を生成して飛行時には畜ガスタンク経由で当該エンジンの推進力として使用する構成にするかあるいは生成する全ガスを推進力として噴出する必要時用に（例えば戦闘機が戦闘態勢に成った時）生成燃料の1部を畜ガスする構成にするかの何れかにしておる。
＊実施例２〜３に於ける改質路の記載は改質路の構成事例を記載しておる（改質温度等の条件と燃料を水素とした場合の事例で説明すると、使用出来る排気ガス温度・量、と水素生成量、改質路製作費用（イニシアル触媒費用・触媒ランニングコスト・使用用途等）の関係で効率の良い構成にすれば良い。
図５に於いて仮想線で記載しておる部分はその構成にも出来る事を示しておる。

図５は商用車フロントエンジンタイプ商用車にフロントエンジンルームに設置したエンジンから排気管部に設けた水蒸気改質か、水生ガスシフトか、ドライフォーミングか水蒸気改質の触媒を変えた低温改質路か水素分離手段かを設けた排気ガス流路とで構成のエンジンの概略構成図であって、
上記改質でガスを生成して、取り出したガスを上部に設けた貯ガスタンクＭＴに貯ガスして当該エンジンの燃料として使用し、ガス生成不足分をサブタンクＳＴの燃料に切り替えて使用している、概略構成図。

図６．は図５のＡ−Ａ断面図であり、本図は一例として生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ＨＰＥの衝撃緩衝材で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（一例としてタンク支持体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糸体等で前記固定具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、量産効果によりコストは低くなる。

図６Ｂ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６Ｈ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、更に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６、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。

本願発明のエンジンは水素を主燃料としているが、該水素又は合成ガス又は二酸化炭素又は上記改質過程で生成されるガスは機器内でのパイプ配管供給であり（非定置設置型の場合）、該エンジンで生成された合成ガス又は水素又は二酸化炭素又は生成過程で生成したガスの1以上を畜ガスする畜ガスタンクの蓄圧は前述現存の水素エンジン車に搭載されている圧縮ガスの３５ＭＰａの畜ガスタンクにする必要は無く１／４０程度の蓄圧であっても良く、その蓄圧を低く出来る分加圧ポンプに使用するエネルギーを使わなくて済むし、蓄ガスタンク構造も現行法規内での多くて数ＭＰａ程度の構造にする事も出来る。

水素を燃料としたロータリ−エンジン車は、マツダプレマシーハイドロジェンＲＥハイブリッド車で、水素を燃料とする走行とガソリンを燃料とする走行を選択できる構造にしており、高圧水素燃料タンク（３５ＭＰａ，７４Ｌ）と、ガソリンタンクを車載しており、水素（又はガソリン）ロータリーエンジンの回転で発電してリチウムイオンバッテリーに蓄電しており、車輪の駆動はバッテリーに蓄電しておる電気であり、この車の特徴は燃費の良い条件（一定の条件）でエンジンを運転して、車の走行状態による車速変動等の制御は電気制御としておる所であり短所としては高圧水素燃料タンク満タンでの走行距離が１００Ｋｍと短く、又水素の運搬手段も（車での運搬を想定）タンク重量に対する水素積載重量比が悪く、水素ステーション等のインフラ整備が進まない点や水素製造＆輸送コストが高い点等である。
マツダ（企業名）の水素ロータリーエンジンでは、水素Ｈ_２を燃料として燃費の良い条件（一定の条件）でエンジンを運転して発電し、車の走行状態による車速変動等の制御は電気制御としておる、その運転制御及び発電構成部分を、本願エンジンにも適用出来る。

水素を燃料とするバスは東京都市都市大学によって実用化されており、該バスの水素ガスエンジンはもともと搭載してあった、ディーゼルエンジンのインテークマニホールドと水素の噴射弁、点火プラグを追加した程度の改良で水素を燃料とする構成にしておる。

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。

本願は空気中の酸素を分離した富酸素と燃料（特に水素）を燃焼させる事で概略４０％程度燃焼熱量を上げたエンジンで、かつ、水を燃焼室内で直接水蒸気（ボイラー等を介しない構成で）にしており、富酸素の使用で４０％水蒸気生成の熱効率で２０％程度燃焼効率を上げており、更にラジエターを使用して廃棄していた熱エネルギーを熱源とした改質路で水を燃料に改質して水を主燃料、としており、この構造がさらに進化すれば、化石燃料不要のエンジンと成り得る、従って電気・及びエンジンの駆動力は近い内に本願をベースとした機構に成る。

富酸素と燃料を連続燃焼させるエンジンで該エンジンの排気ガス流路で燃料を生成するエンジンの概略フロー図 （Ａ）富酸素分離部の概略構成フロー図 （Ｂ）水蒸気分離部の概略構成フロー図 図１のエンジン構成をガスタービンエンジンとして分離部の概略構成フロー図 （Ａ）上図のＡ−Ａ断面図。（Ｂ）上図の燃焼部を複数設けた図。 図３のエンジン基本構成をターボフアンエンジンに適用した概略図。 畜ガスタンクを車載した構成要領図。 畜ガスタンク車載要領及び破損防止及びタンク分離構造概略図。

Claims (4)

1. 空気から酸素を分離した富化酸素と燃料を燃焼するエンジンで有り、該燃料が燃焼により二酸化炭素を生成する燃料では、燃焼により生成される排気ガスは主として水蒸気と吸熱二酸化炭素であり、他方燃料を燃焼しても二酸化炭素を生成しない燃料の燃焼により生成される排気ガスは主として水蒸気であり該二酸化炭素を生成しない燃料に二酸化炭素を吸気若しくは燃料の何れかに混入した燃焼で生成される排気ガスは主として水蒸気と吸熱二酸化炭素の排気ガスであり、何れを燃料としても主として水蒸気か水蒸気と吸熱二酸化炭素かの何れかの排気ガスが排気ガス流路に排出されており、該燃料は燃料供給手段で燃焼室部に供給して富化酸素と燃料を燃焼室部で燃焼しており、燃焼室部内外壁間に通水路を設けており、燃焼室部内壁には通水路の水を燃焼室部内に噴射する噴射ノズルを複数設けており、該エンジンの燃焼室部内に燃料の燃焼火炎の直射熱を受ける吸熱構造手段を設けており、
   該水を導入する導入口から通水路に水を導入しており、該水を噴射ノズルから吸熱構造手段を含む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を含むエンジンの燃焼室部内の燃焼熱を吸熱して該水を水蒸気にして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排気ガス流路に排出されており、
   上記排気ガス流路中に水蒸気改質か、水性ガスシフトか、ドライリフォーミングかの何れか１以上の改質路にて排気ガス中の水蒸気と吸熱二酸化炭素の何れか一方か両方かを、水素と一酸化炭素の合成ガスか水素と二酸化炭素の混合ガスの何れか１以上に生成しており、生成したガスを水素分離手段で水素と二酸化炭素に分離して取りだし、取り出した水素と二酸化炭素と上記富化酸素と合成ガスは別々に畜ガス出来る畜ガスタンクを設けて畜ガスして更に水は水タンクに貯水しておる事を特徴とする、富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。
   
2. 上記エンジンは運輸機器に搭載されており、
   該運輸機器に燃料電池の燃料スタックを設けており、該エンジンで生成し畜ガスしておる富化酸素と水素を燃料電池に供給して電気を生成して生成した該電気を運輸機器の駆動力とする電気モーターを設けており該電気モーターに電気を供給して該モーターの回転力を運輸機器の駆動力としておる事を特徴とする、請求項１に記載の富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。
   
3. 上記エンジンを燃焼室部の中央に回転軸を設けたドーナツ状円筒のガスタービン形態の燃焼室部にして設けており、燃焼室部上流に富化酸素を圧縮する圧縮手段を更に設けて富化酸素を圧縮し燃焼部室に供給しており、該吸気か燃料かのいずれかに二酸化炭素を混入させ燃料と吸気を燃焼させており、前記噴射ノズルからの水の噴射による水蒸気生成手段の水蒸気と燃料の燃焼による排気ガスとのガスでタービン翼を回転させ、該回転力を発電機の発電動力としておる事を特徴とする請求項１に記載の富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。
   
4. 上記エンジンは戦闘機に搭載されており、
   上記燃焼部室と耐熱構造部を含む燃焼部室とタービン翼冷却構造部との冷却手段を設けておるガスタービンエンジンの構造にターボフアンによって吸い込まれた空気の内富酸素分離部に導入する空気以外を排気口に流出させるバイパス流路を外面に設けたターボフアンエンジンとした構成であり、当該エンジンの排気流路に設けた水蒸気改質を主とする改質路にて燃料を生成して飛行時には畜ガスタンク経由で当該エンジンの推進力として使用する構成にするかあるいは前記戦闘機が戦闘態勢に成った時に生成する全ガスを噴出して推進力として使う間の該戦闘機の燃料として、当該生成燃料の1部を畜ガスする構成にするかの何れかにしておる事を特徴とする請求項３に記載の富化酸素空気と燃料の燃焼で燃料を生成するエンジン。