[發明專利]熱力發動機及使用該熱力發動機的發電系統

有效

• 申請號: 201180017297.7
• 申請日: 2011-04-04
• 公開（公告）號: CN102844544A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 尾崎順康;內山正克
• 申請（專利權）人: 正國際股份公司
• 主分類號: F02B43/10
• 分類號: F02B43/10;F01K25/00;F02C3/22;F02M21/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王剛

技術領域

本發明涉及包含內燃機、外燃機的熱力發動機及使用該熱力發動機的發電系統。

背景技術

一般來說，2沖程引擎或4沖程引擎那樣的內燃機使汽油、重油、輕油、天然氣等化石燃料與空氣的混合氣體在燃燒室內燃燒，利用燃燒室內的壓力變化而產生能量。即，由于現有的內燃機利用化石燃料與空氣兩者而產生能量，因此用于調整構成混合氣體的化石燃料與空氣的混合比、以及送入燃燒室內的混合氣體的量的機構是不可缺少的。作為此類機構，例如具有汽化器、燃料噴射裝置。

另外，燃氣輪機那樣的外燃機使被壓縮機壓縮的空氣與化石燃料的混合氣體在燃燒室內燃燒，利用由此得到的高溫氣體從燃燒室強勢排出時的能量而轉動渦輪，從而從渦輪的旋轉軸獲取能量。即，與現有的內燃機同樣，現有的外燃機也利用化石燃料與空氣兩者產生能量。

在上述內燃機及外燃機(以下，通稱“熱力發動機”)中，當使混合氣體燃燒時，產生不少二氧化碳(CO₂)。例如，在化石燃料為汽油或天然氣的情況下，如下述反應式所示，分別產生16CO₂、3CO₂的二氧化碳。

2C₈H₁₈+25O₂→18H₂O+16CO₂

C₃H₈+5O₂→4H₂O+3CO₂

并且，由于空氣的70％以上是氮氣，因此當使混合氣體燃燒時，在產生上述二氧化碳的同時也產生氮氧化物(NO_X)。

從熱力發動機排出的二氧化碳是地球變暖的一個因素，給地球環境帶來深刻的負面影響。并且，規定值以上的氮氧化物除了成為光化學煙霧、酸雨的原因之外，還對人體的呼吸系統造成不良影響。因此，特別是近年來，用于降低上述物質排出的研究、開發得以積極進行。

此外，上述的現有技術是本申請的申請人所知曉的一般技術信息，在提交本申請的時刻，申請人并不具有關于記載了上述現有技術及其他在先技術的在先技術文獻的信息。

發明要解決的問題

根據經過上述研究、開發所得到的技術，能夠在一定程度上減少產生的二氧化碳及氮氧化物的量。然而，在使用化石燃料作為燃料的條件下，不能完全不產生二氧化碳、氮氧化物。

另外，如果將氫作為燃料來代替化石燃料，則能夠完全不產生二氧化碳、氮氧化物。然而，與現有的熱力發動機同樣，此類熱力發動機需要用于嚴格調整氫與空氣的混合比、向燃燒室內取入空氣的復雜機構。

發明內容

本發明是鑒于上述情況而完成的，其課題在于提供一種熱力發動機及使用該熱力發動機的發電系統，該熱力發動機能夠不排出二氧化碳、氮氧化物，并且省略用于向燃燒室內取入空氣或調整燃料與空氣的混合比的機構使結構簡化。

用于解決問題的方法

本申請發明人為了解決上述課題而多次深入研究，其結果是發現如下情況，即，如將含有比例為2∶1的氫與氧的“氫氧氣體(作為一例，列舉出日本專利第3975467號公報所公開的氫-氧氣體。氧原子與兩個氫原子不是以水分子那樣約105度(參照圖1(A))結合、而是以180度(參照圖1(B))結合)”作為燃料使用，則能夠同時解決上述兩個問題，從而完成了本發明。

即，本發明的第一發明所涉及的熱力發動機是內燃機，其特征在于，所述內燃機具備：燃料取入口，該燃料取入口用于向燃燒室內取入作為燃料的氫氧氣體；火花塞，該火花塞對燃燒室內的燃料進行點火；活塞，該活塞與點火前后的燃燒室內的壓力變化對應地運動；運動轉換機構，該運動轉換機構將活塞的運動轉換為輸出軸的旋轉運動。

由于氫氧氣體原本含有氧，因此在燃燒時無需與空氣混合。并且，由于氫氧氣體由氫與氧構成，因此通過燃燒產生的是水或者水蒸氣。由此，根據該結構，能夠完全不排出二氧化碳和氮氧化物，并且能夠省略用于調節空氣與燃料的混合比或向燃燒室內取入空氣的機構，從而使結構得以簡化。并且，由于該熱力發動機不需要空氣，因此即使在真空中或水中也能從輸出軸獲取能量。

在上述第一發明所涉及的熱力發動機中，能夠將氫氧氣體與現有燃料的混合氣體作為燃料。