(57)【要約】【課題】  爆発力を伴う燃焼を行わないで化学反応を行う化学反応を連続的に行えるようにして目的の反応生成物を得られる反応装置を提供する。【解決手段】  反応装置は、エンジンブロック１０や制御装置２６などを有する。エンジンブロック１０は、燃焼室として用いるシリンダＣ１，Ｃ４（第１気筒）と反応室として用いるシリンダＣ２，Ｃ３（第２気筒）とを隣接させて一体構造とし、シリンダＣ１，Ｃ４のピストン１２とシリンダＣ２，Ｃ３のピストン２０とを動力伝達機構（すなわちコネクティングロッド１４，１８とクランクシャフト１６）によって連動させる構造とした。シリンダＣ２，Ｃ３はシリンダＣ１，Ｃ４に隣接するので高温を得易く、シリンダＣ１，Ｃ４で発生した動力を受けてピストン２０が運動して高圧を得易い。温度と圧力が同時に必要な化学反応を行え、また反応生成物Ｒの製造を大量に行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関として作動させるために燃焼室として用いる第１気筒と、
原料を投入する投入口と、反応生成物を排出する排出口とを備え、前記原料から前記反応生成物を生成する化学反応を行う反応室として用いる第２気筒と、
前記第１気筒内で往復運動する第１ピストンと、前記第２気筒内で往復運動する第２ピストンとを連動させる動力伝達機構とを有し、
前記第１気筒と前記第２気筒とを隣接させて一体構造とした反応装置。
【請求項２】
請求項１に記載した反応装置であって、
投入口と排出口とを第２気筒の下部に備えた反応装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載した反応装置であって、
動力伝達機構と第２ピストンとの間には、原料を投入する時間，圧縮する時間，化学反応を行う時間，減圧する時間，反応生成物を排出する時間のうちで一以上の時間を伸縮させるために変形させたカムを介在させる構成とした反応装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載した反応装置であって、
第１気筒と第２気筒とを隣接させて一体構造とした構造物内に供給路を備え、
供給源から前記供給路を通じて投入口に原料を供給する構成とした反応装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載した反応装置であって、
第２気筒で行う化学反応の反応時間を、第１気筒に供給する燃料量によって制御する燃料制御手段を有する反応装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載した反応装置であって、
原料を投入して反応生成物を製造する工程と、洗浄物を投入して前記第２気筒内を洗浄する工程とを切り換える制御を行う切換制御手段を有する反応装置。
【請求項７】
請求項１に記載した反応装置を用いて、第１気筒で生じた動力が動力伝達機構によって伝達されて動く第２ピストンの行程に従って、
投入口から原料を投入し、
投入した原料から反応生成物を第２気筒内で生成する化学反応を行い、
生成した反応生成物を排出口から排出する反応方法。
【請求項８】
請求項７に記載した反応方法であって、
投入口から原料を投入し、投入した原料から反応生成物を第２気筒内で生成する化学反応を行い、生成した反応生成物を排出口から排出する工程と、
前記投入口から洗浄物を投入し、投入した洗浄物で第２気筒内を洗浄し、残留物を排出口から排出する工程とを切り換えて行う反応方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学反応を連続的に行う反応装置および反応方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、カーボンナノチューブやフラーレンを製造するにあたって、シリンダやピストン等を使用した技術が知られている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−７５４５３号公報（第３−４頁，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら特許文献１に開示された技術では、原料の炭化水素とともに燃料をシリンダ内に噴射し、通常のエンジン駆動と同様に爆発燃焼させることでカーボンナノチューブやフラーレンを製造していた。爆発力を伴う燃焼を行う化学反応により目的の反応生成物を製造する場合には適するが、燃焼を行わない化学反応（例えば水熱反応）では当該燃焼を要因とする化学反応が起こり、燃焼するものの爆発力を伴わない化学反応（例えば合成反応）では爆発による急激な圧力変化を要因とする化学反応が起こるため、目的の反応生成物が得られない場合がある。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、爆発力を伴う燃焼を行わないで化学反応を行う化学反応を連続的に行えるようにして目的の反応生成物を得られる反応装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）課題を解決するための手段（以下では単に「解決手段」と呼ぶ。）１は、内燃機関として作動させるために燃焼室として用いる第１気筒と、原料を投入する投入口と反応生成物を排出する排出口とを備え前記原料から前記反応生成物を生成する化学反応を行う反応室として用いる第２気筒と、前記第１気筒内で往復運動する第１ピストンと前記第２気筒内で往復運動する第２ピストンとを連動させる動力伝達機構とを有し、前記第１気筒と前記第２気筒とを隣接させて一体構造としたことを要旨とする。
【０００６】
解決手段１によれば、第１気筒と第２気筒とを一体構造とし、第１ピストンと第２ピストンが動力伝達機構（例えばクランクシャフトやコネクティングロッド等）を通じて連動する構造となっている。第２気筒は投入口と排出口とを備えており、原料から化学反応を行なって反応生成物を生成する。原料は任意の物質を適用でき、補助剤（例えば水，酸化剤，還元剤，反応触媒等）を含む。原料として公害物質（例えばフタル酸エステルやＰＣＢ等）を適用した場合には、化学反応によって無害化することが可能になる。第２気筒内で行う化学反応としては、例えば水熱反応や合成反応等が該当する。
【０００７】
第２気筒は第１気筒と隣接するので、当該第１気筒で発生した熱が伝わり易く、第２気筒内で行う化学反応に最適な温度（例えば１００〜６００℃）を簡単に得やすい。また第１気筒で動力が生ずると、その動力が動力伝達機構を通じて第２ピストンに伝わって第２気筒内で圧縮を行える。よって温度と圧力が同時に必要な環境下の第２気筒で化学反応を行わせることができ、第１ピストンのサイクル速度に応じて反応生成物を生成（製造）させることができる。したがって、爆発力を伴う燃焼を行わないで化学反応を行う化学反応を連続的が行えるので、目的の反応生成物を得ることが可能になる。なお、化学反応の促進させるためには、投入口から原料を投入するにあたって噴霧を行うのが望ましい。
【０００８】
（２）解決手段２は、解決手段１に記載した反応装置であって、投入口と排出口とを第２気筒の下部に備えたことを要旨とする。
【０００９】
解決手段２によれば、第２ピストンが鉛直方向に往復運動する場合には、投入口と排出口とを第２気筒の下部に備えたので、投入口と排出口とを上部に備えた場合に比べると、原料の投入や反応生成物の排出が行い易くなる。なお、原料は重力に従って流れることを考慮して、投入口を第２気筒の側部に備えてもよい。第２ピストンが水平方向に往復運動する場合には、上部，下部，側部のいずれに備えてもよい。
【００１０】
（３）解決手段３は、解決手段１または２に記載した反応装置であって、動力伝達機構と第２ピストンとの間には、原料を投入する時間，圧縮する時間，化学反応を行う時間，減圧する時間，反応生成物を排出する時間のうちで一以上の時間を伸縮させるために変形させたカムを介在させる構成としたことを要旨とする。
【００１１】
解決手段３によれば、動力伝達機構と第２ピストンとの間に介在させたカムの形状に応じて、各工程を行う時間を伸縮させる。そのため、各工程に必要な時間を確保できるので、化学反応をより確実に行わせ、より多くの反応生成物を得ることが可能になる。
【００１２】
（４）解決手段４は、解決手段１から３のいずれか一項に記載した反応装置であって、第１気筒と第２気筒とを隣接させて一体構造とした構造物内に供給路を備え、供給源から前記供給路を通じて投入口に原料を供給する構成としたことを要旨とする。
【００１３】
解決手段４によれば、構造物（例えばエンジンブロック）内に備えられた供給路を通じて、供給源から投入口に原料を供給する。第１気筒で生じた熱が構造物に伝わるので、供給路を流れる原料もこの熱で温められる。したがって、供給源で原料を予め温める必要がなくなるとともに、第１気筒で生じた熱の有効利用を図ることができる。
【００１４】
（５）解決手段５は、解決手段１から４のいずれか一項に記載した反応装置であって、第２気筒で行う化学反応の反応時間を第１気筒に供給する燃料量によって制御する燃料制御手段を有することを要旨とする。
【００１５】
解決手段５によれば、燃料制御手段が燃料量の増減を制御すると、第１気筒のサイクルが速くなったり遅くなる。燃料量を増やすにつれて第１気筒のサイクルが速くなってゆくので、第２気筒で行う化学反応の反応時間が短くなる。逆に燃料量を減らしてゆけば、化学反応の反応時間が長くなる。すなわち、燃料制御手段が燃料量の増減を制御することにより、結果的に化学反応の反応時間を制御することができる。化学反応を行うのに最適な反応時間（例えば１０００〜０．１ミリ秒）を確保できるように燃料制御手段が燃料量を制御すれば、最適な反応時間で化学反応を行わせるので、反応生成物の品質を高めたり製造量を多くすることが可能になる。
【００１６】
（６）解決手段６は、解決手段１から５のいずれか一項に記載した反応装置であって、原料を投入して反応生成物を製造する工程（製造工程）と、洗浄物を投入して前記第２気筒内を洗浄する工程（洗浄工程）とを切り換える制御を行う切換制御手段を有することを要旨とする。
【００１７】
洗浄物としては水や有機溶媒などが該当し、化学反応の種類や反応生成物に対応して具体的に設定する。解決手段６によれば、切換制御手段が製造工程と洗浄工程とを切り換えて行うので、残留物（例えば前回製造した反応生成物）が残ったままの状態で次回の化学反応が行われる事態を防止できる。反応生成物がさらに化学反応によって変化することがほとんど無くなるので、製造する反応生成物の品質を高めることが可能になる。
【００１８】
（７）解決手段７は、解決手段１から６のいずれか一項に記載した反応装置であって、第１気筒で生じた動力の一部を外部機器に出力する構成としたことを要旨とする。
【００１９】
第１気筒は内燃機関として作動すると動力が発生するが、第２ピストンを往復運動させるのに必要な力は当該動力の一部で済む。当該解決手段７によれば、第１気筒で発生した動力の一部を外部機器に出力することにより、動力の有効利用を図ることができる。外部機器としては、例えば発電機や圧縮機（エアコンプレッサを含む）等が該当する。
【００２０】
（８）解決手段８は、解決手段１から７のいずれか一項に記載した反応装置であって、第２気筒内の温度を検出する温度センサと、前記温度センサによって検出した温度が化学反応を行うのに最適な温度になるように第１気筒に供給する燃料量および空気量のうちで一方または双方を制御する温度制御手段とを有することを要旨とする。
【００２１】
解決手段８によれば、温度センサによって検出した第２気筒内の温度が化学反応を行うのに最適な温度になるように、温度制御手段が燃料量および空気量のうちで一方または双方を制御する。最適な温度で化学反応が進行するようになるので、反応生成物の品質を高めたり製造量を多くすることが可能になる。
【００２２】
（９）解決手段９は、解決手段１から８のいずれか一項に記載した反応装置であって、第２気筒内の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサによって検出した圧力が化学反応を行うのに最適な圧力になるように前記第２気筒に供給する空気量を制御する圧力制御手段とを有することを要旨とする。
【００２３】
解決手段９によれば、圧力センサによって検出した第２気筒内の圧力が化学反応を行うのに最適な圧力（例えば０．５〜５０メガパスカル）になるように、圧力制御手段が空気量を制御する。最適な圧力で化学反応が進行するようになるので、反応生成物の品質を高めたり製造量を多くすることが可能になる。
【００２４】
（１０）解決手段１０は、解決手段１から９のいずれか一項に記載した反応装置であって、複数種類の原料を切り換えて供給する切換供給手段を有することを要旨とする。
【００２５】
解決手段１０によれば、切換供給手段は複数種類の原料を切り換えて第２気筒に供給するので、対応する数の反応生成物を製造することができる。
【００２６】
（１１）解決手段１１は、解決手段１に記載した反応装置を用いて第１気筒で生じた動力が動力伝達機構によって伝達されて動く第２ピストンの行程に従って、投入口から原料を投入し、投入した原料から反応生成物を第２気筒内で生成する化学反応を行い、生成した反応生成物を排出口から排出することを要旨とする。
【００２７】
解決手段１１によれば、第２ピストンは第１気筒を動力源として動き、その行程に従って原料の投入・化学反応・反応生成物の排出を行う。第２気筒は第１気筒と隣接するので、化学反応に最適な温度を簡単に得やすく、第１気筒で生じた動力によって運動する第２ピストンで圧力を簡単に得やすい。よって温度と圧力が同時に必要な環境下の第２気筒で化学反応を行わせることができ、反応生成物の製造を大量に行うことが可能になる。
【００２８】
（１２）解決手段１２は、解決手段１１に記載した反応方法であって、投入口から原料を投入し、投入した原料から反応生成物を第２気筒内で生成する化学反応を行い、生成した反応生成物を排出口から排出する工程（製造工程）と、前記投入口から洗浄物を投入し、投入した洗浄物で第２気筒内を洗浄し、残留物を排出口から排出する工程（洗浄工程）とを切り換えて行うことを要旨とする。
【００２９】
解決手段１２によれば、製造工程と洗浄工程とを切り換えて行うので、残留物（例えば前回製造した反応生成物）が残ったままの状態で次回の化学反応が行われる事態を防止できる。反応生成物がさらに化学反応によって変化することがほとんど無くなるので、製造する反応生成物の品質を高めることが可能になる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、第１気筒で発生した動力と熱を用いて、第２気筒で化学反応を連続的に行えるので、目的の反応生成物が容易に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００３２】
〔実施の形態１〕
実施の形態１は、４気筒からなるエンジンブロック（レシプロエンジン；構造物に相当する）に対して本発明を適用し、特に化学反応の原料が液体である場合の例である。当該実施の形態１は、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００３３】
図１には、本発明を実現するための構成例を模式的に表す。本発明の反応装置は、エンジンブロック１０や制御装置２６などを有する。エンジンブロック１０は、４つのシリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を一体構造で形成されている。各シリンダの図面下部には、吸気口３２や、当該吸気口３２を開閉するバルブ３４、排気口４２、当該排気口４２を開閉するバルブ４０、インジェクタ３８などを共通に有する。インジェクタ３８は投入口に相当し、排気口４２は排出口に相当する。各シリンダに備えたインジェクタ３８の噴射制御とバルブ３４，４０の開閉制御とは、制御装置２６がそれぞれ行う。
なお、図１では各シリンダに備えたピストンの動きを分かり易くするために、クランクシャフト１６を９０度回転させた状態で表す。実際には４つのシリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を通じて一のクランクシャフト１６が備わるので、図面の左右方向に貫く。
【００３４】
まず内燃機関の燃焼室として用いるシリンダＣ１，Ｃ４は、それぞれが第１気筒に相当し、各シリンダでピストン１２が個別に往復運動する。第１ピストンに相当するピストン１２は、コネクティングロッド１４を通じてクランクシャフト１６に連結される。内燃機関を実現するため、電磁弁３６を通じてインジェクタ３８から各シリンダ内に燃料を噴射するように構成する。当該電磁弁３６は、燃料制御手段３０から出力される信号に従って開度が変化し、各シリンダ内に噴射する燃料量を調整する機能を果たす。
【００３５】
制御装置２６に備えた燃料制御手段３０は、電磁弁３６の開度や開口時間を制御する。電磁弁３６の制御により、インジェクタ３８から噴射する燃料量を増減して回転数（言い換えれば１サイクルの時間）を変化させ、ひいてはシリンダＣ２，Ｃ３で行う化学反応の反応時間を変化させる。燃料制御手段３０の構成は、例えばＣＰＵで実行するソフトウェアで構成してもよく、電子部品を用いてハードウェアで構成してもよい。
【００３６】
一方、化学反応の反応室として用いるシリンダＣ２，Ｃ３は、それぞれが第２気筒に相当し、各シリンダでピストン２０が個別に往復運動する。第２ピストンに相当するピストン２０は、コネクティングロッド１８を通じてクランクシャフト１６に連結される。各シリンダ内には、電磁弁４６を通じてインジェクタ３８から各シリンダ内に原料Ｍを霧状に噴射し、電磁弁４４を通じてインジェクタ３８から各シリンダ内に洗浄物Ｗを噴射するように構成する。なお、圧縮時におけるシリンダＣ２，Ｃ３内の圧力によっては、逆流を防いで確実に原料Ｍや洗浄物Ｗの噴射を行うために、インジェクタ３８の前に高圧ポンプを介在させる構成としてもよい。
【００３７】
原料Ｍは、燃焼物であると非燃焼物であるとを問わず、水との混合物であると単体であるとを問わない。水との混合物は、例えば軽油等の油を混ぜる（特にエマルジョン）とするのが望ましい。水と油の混合物が高温高圧化されたシリンダ内に霧状に噴射されると、沸点の低い水が先に爆発的に沸騰して周囲にまとわりついていた油を吹き飛ばすので、原料Ｍとの混合や反応が容易く行える。洗浄物Ｗは、水や有機溶媒などが該当する。当該電磁弁４４，４６は、切換制御手段２８から出力される信号に従って開度が変化し、各シリンダ内に噴射する噴射量を調整する機能を果たす。
【００３８】
制御装置２６に備えた切換制御手段２８は、電磁弁４４，４６の開閉や開口時間を制御する。原料Ｍを投入する場合には電磁弁４６を開け、洗浄物Ｗを投入する場合には電磁弁４４を開ける。また開口時間を制御することにより、１回の化学反応で必要な原料Ｍの量を増減することができる。切換制御手段２８は燃料制御手段３０と同様に構成する。
【００３９】
上述したコネクティングロッド１４，１８やクランクシャフト１６は、動力を伝達する動力伝達機構に相当する。シリンダＣ１，Ｃ４で発生した動力は、コネクティングロッド１４→クランクシャフト１６→コネクティングロッド１８の順番で伝達され、シリンダＣ２，Ｃ３内の各ピストン２０を往復運動させる動力源となる。しかし、ピストン２０を往復運動させるのに必要な動力はシリンダＣ１，Ｃ４で発生した動力の一部に過ぎないので、残りの動力を外部機器２４に出力する。図１に示す例では外部機器２４として発電機を適用し、当該発電機の回転軸２２とクランクシャフト１６とを連結して、シリンダＣ１，Ｃ４で発生した動力の一部を発電機の回転力として用いている。この構成ではシリンダＣ２，Ｃ３で化学反応を行うだけでなく、同時に発電機で発電を行うこともできる。
【００４０】
次に、原料Ｍから化学反応によって反応生成物Ｒを得るまでの製造工程を実現する例について、図２を参照しながら説明する。図２（Ａ）には圧縮工程を表し、図２（Ｂ）には化学反応を行うために原料Ｍの投入する投入工程を表し、図２（Ｃ）には減圧冷却工程を表し、図２（Ｄ）には反応生成物Ｒの排出工程を表す。すなわち、製造工程は圧縮工程，反応工程（投入工程および減圧冷却工程），排出工程の三つの工程からなる。
【００４１】
図１に示すように、シリンダＣ２はシリンダＣ１に隣接しているので、当該シリンダＣ１が内燃機関として作動すると爆発燃焼によって熱が発生し、波線で図示するように当該熱がエンジンブロック１０を通じてシリンダＣ２に伝わる。よって、シリンダＣ２内の温度は熱の流入が続く限り高くなる。このようにシリンダ内の温度が上昇する事態は、シリンダＣ４に対応するシリンダＣ３でも同様に起こる。
【００４２】
（圧縮工程）
図２（Ａ）に表すように、ピストン２０が上死点に達するまではバルブ３４を開けて空気（あるいは化学反応に関与しない不活性ガス等）を吸気口３２から入れる。上死点に達したときにバルブ３４，４０を閉めた後、ピストン２０が下死点に向かって圧縮を行う。この圧縮は吸気時における圧力の２０倍程度を行うが、化学反応時の圧力をより高くする必要がある場合には過給器を用いて空気等を過給すればよい。
【００４３】
（投入工程；反応工程）
続いて図２（Ｂ）に表すように、ピストン２０が下死点に達したとき（またはその前後）にインジェクタ３８を通じて原料Ｍを霧状に噴射（投入）する。当該シリンダＣ２内では、上述したようにシリンダＣ１からの熱で温度が高まっており、しかも圧縮によって圧力も高まっているので、高温高圧環境の下で化学反応が進行することになる。
【００４４】
（減圧冷却工程；反応工程）
図２（Ｃ）に表すように、ピストン２０は下死点に達した後は減圧する方向（図面上方向）に動くので、シリンダＣ２内の圧力が減少する。さらにはシリンダＣ２における反応部位にかかる容積も増加して冷却される。ただし、シリンダＣ１からの熱が流入し続けるので、圧縮工程よりも低い温度にはならない。なお必要に応じて、バルブ３４を開けて空気等を吸気口３２から入れてもよい。
【００４５】
（排出工程）
そして図２（Ｄ）に表すように、ピストン２０が上死点に位置するときにバルブ４０を開けた後、ピストン２０が下死点に向かって（図面下方向）に動くと、シリンダＣ２内に生成された反応生成物Ｒが排気口４２から排出される。
【００４６】
ここで反応装置の制御装置２６で行う制御例について、いずれもフローチャートで表した図３，図４を参照しながら説明する。図３には反応装置の全体を制御する全体制御処理を表し、図４には燃料制御手段３０を実現する燃料制御処理を表す。
【００４７】
図３において、全体の制御を行うにあたって最適値を設定する〔ステップＳ１０〕。当該最適値は、例えば化学反応を行うのに最適な反応時間等にかかる数値が該当する。最適値をの記録媒体（メモリやディスク等）に記録しておけば、次回以降では設定作業が不要になるので作業効率がよくなる。最適値の設定を終えた後は、製造または洗浄を行う。
【００４８】
シリンダＣ２，Ｃ３に投入する投入物を原料Ｍか洗浄物Ｗかで切り換える〔ステップＳ１２〕。具体的には、制御装置２６から制御信号を電磁弁４４，４６に伝達し、一方の電磁弁のみを開けるように制御する。投入物（すなわち原料Ｍまたは洗浄物Ｗ）の切り換えは交互に行なってもよく、一方の投入物（例えば原料Ｍ）を複数回投入した後に他方の投入物（例えば洗浄物Ｗ）を１回投入するなどのように一方側の投入回数を多くしたパターンを繰り返してもよい。
【００４９】
もし、投入物が原料Ｍであれば製造工程であるので（ステップＳ１４でＹＥＳ）、図２（Ａ）で示すように圧縮した後に、図２（Ｂ）に示すタイミングで原料ＭをシリンダＣ２，Ｃ３に投入して化学反応を行い〔ステップＳ１６〕、図２（Ｄ）に示すタイミングで反応生成物Ｒを排出する〔ステップＳ２６〕。ステップＳ１８の化学反応を行う工程中には、最適な反応時間にするための燃料制御処理を実行する〔ステップＳ２０〕。この燃料制御処理の詳細な手続きについては後述する。
【００５０】
一方、投入物が洗浄物Ｗであれば洗浄工程であるので（ステップＳ１４でＮＯ）、図２（Ａ）に示すタイミングで洗浄物ＷをシリンダＣ２，Ｃ３に投入して洗浄を行い、図２（Ｄ）に示すタイミングで排出する。上述したステップＳ１２〜ステップＳ２６までの処理は、製造を終えるまで繰り返す〔ステップＳ２８〕。
【００５１】
図４に示す燃料制御処理では、クランクシャフト１６の回転数を回転数センサで計測し〔ステップＳ３０〕、計測した回転数による反応時間を推定する〔ステップＳ３２〕。例えば回転数をＦ回転とするとき、１サイクルの時間は１／Ｆになる。１サイクルのうち、化学反応で利用する割合（ｋ）は実験等で求められる。よって１回の製造で化学反応を行う反応時間はｋ／Ｆになるので、このｋ／Ｆを算出することで反応時間を推定する。
【００５２】
もし、ステップＳ３２で推定した反応時間（以下では単に「推定時間」と呼ぶ。）が図３のステップＳ１０で設定した最適な反応時間に基づいて許される許容範囲内であれば（ステップＳ３４でＹＥＳ）、そのまま燃料制御処理を終える。これに対して推定時間が許容範囲外であれば（ステップＳ３４でＮＯ）、インジェクタ３８から噴射する燃料量を増減して許容範囲内に収まるようにする〔ステップＳ３６〕。すなわち推定時間が許容範囲よりも大きい場合には燃料量を増やして回転数を多くすればよく、逆に推定時間が許容範囲よりも小さい場合には燃料量を減らして回転数を少なくすればよい。
【００５３】
上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
（ａ１）エンジンブロック１０は、燃焼室として用いるシリンダＣ１と反応室として用いるシリンダＣ２とを隣接させ、同じく燃焼室として用いるシリンダＣ４と反応室として用いるシリンダＣ３とを隣接させて一体構造とした（図１を参照）。またエンジンブロック１０は、シリンダＣ１，Ｃ４で往復運動するピストン１２と、シリンダＣ２，Ｃ３で往復運動するピストン２０とを動力伝達機構（すなわちコネクティングロッド１４，１８とクランクシャフト１６）によって連動させる構造とした（図１を参照）。シリンダＣ２，Ｃ３では、シリンダＣ１，Ｃ４で生じた動力を受けて連動するピストン２０で圧縮する工程（圧縮工程）と、化学反応を行わせるためにインジェクタ３８から原料Ｍを投入する工程（反応工程）と、当該化学反応によって生じた反応生成物Ｒを排気口４２から排出する工程（排出工程）とを繰り返して連続的に行う構成とした（図２を参照）。
【００５４】
シリンダＣ２，Ｃ３はそれぞれが隣接するシリンダＣ１，Ｃ４で発生した熱が伝わり易いので、シリンダＣ２，Ｃ３内で行う化学反応に最適な温度（例えば１００〜６００℃）が得られ易い。シリンダＣ１，Ｃ４で動力が生ずると、その動力が動力伝達機構を通じてシリンダＣ２，Ｃ３内のピストン２０に伝わって圧力を生じさせる。よって、シリンダＣ２，Ｃ３では温度と圧力が同時に必要な化学反応を行わせることができる。またシリンダＣ１，Ｃ４内で往復運動するピストン２０のサイクル速度に応じて化学反応を行うので、反応生成物Ｒの製造を大量に行うことが可能になる。原料Ｍが公害物質や有害物質の場合には、上記化学反応によって無害化することが可能になる。
【００５５】
本形態では、シリンダＣ２，Ｃ３の各シリンダについて、一のインジェクタ３８を備える構成としたが（図１を参照）、複数のインジェクタ３８を備えて複数の原料Ｍを霧状に噴射可能な構成としてもよい。例えば一方のインジェクタ３８からは公害物質を噴射し、他方のインジェクタ３８からは水（水蒸気）を噴射する。このように複数の原料Ｍをシリンダ内に投入できるようにすれば、化学反応を行わせ得る範囲が広がる。
【００５６】
（ａ２）原料Ｍを投入するインジェクタ３８（投入口に相当する）と、反応生成物Ｒを排出する排気口４２（排出口に相当する）とをシリンダＣ２，Ｃ３の下部（鉛直方向からみた位置）に備える構造とした（図１を参照）。インジェクタ３８と排気口４２とを上部に備えた場合に比べると、原料Ｍの投入や反応生成物Ｒの排出が行い易くなる。
【００５７】
（ａ３）制御装置２６には、シリンダＣ２，Ｃ３で行う化学反応の反応時間をシリンダＣ１，Ｃ４に供給する燃料量によって制御する構成とした（燃料制御手段３０；図１，図４を参照）。燃料制御手段３０が燃料量の増減を制御すると、シリンダＣ１，Ｃ４のサイクルが速くなったり遅くなる。燃料量を増やすにつれてシリンダＣ１，Ｃ４のサイクルが速くなってゆくので、シリンダＣ２，Ｃ３で行う化学反応の反応時間が短くなる。逆に燃料量を減らしてゆけば、化学反応の反応時間が長くなる。すなわち、燃料制御手段３０が電磁弁３６を通じてインジェクタ３８から噴射する燃料量の増減を制御することにより、結果的に化学反応の反応時間を制御することができる。化学反応を行うのに最適な反応時間（例えば１０００〜０．１ミリ秒）を確保できるように燃料制御手段３０が燃料量を制御すれば、最適な反応時間で化学反応を行わせるので、反応生成物Ｒの品質を高めたり製造量を多くすることが可能になる。
【００５８】
（ａ４）切換制御手段２８は、シリンダＣ２，Ｃ３に対して、原料Ｍを投入して反応生成物Ｒを製造する工程（製造工程）と、洗浄物Ｗを投入してシリンダＣ２，Ｃ３内を洗浄する工程（洗浄工程）とを切り換える制御を行うように構成した（図３のステップＳ１２，Ｓ１４を参照）。これを実現するために、原料Ｍと洗浄物Ｗとを切り換えてインジェクタ３８に送り出す電磁弁４４，４６を備えている（図１を参照）。製造工程と洗浄工程とを切り換えて行うので、前回生成した反応生成物Ｒが残った状態で次回の化学反応が行われる事態を防止できる。反応生成物Ｒがさらに化学反応によって変化することがほとんど無くなるので、製造する反応生成物Ｒの品質を高めることが可能になる。
【００５９】
（ａ５）シリンダＣ１，Ｃ４で生じた動力の一部を外部機器２４に出力する構成としたので（図１を参照）、動力の有効利用を図ることができる。本形態では外部機器２４として発電機を適用したが、動力（主として回転力）を利用できれば他の機器（例えばエアコンプレッサを含む圧縮機等）にも適用することが可能である。
【００６０】
〔実施の形態２〕
実施の形態２は、実施の形態１と同様にしてエンジンブロック１０に対して本発明を適用し、特に化学反応の原料が気体（ガス）である場合の例である。当該実施の形態２は、図５〜図８を参照しながら説明する。なお、反応装置の構成等は実施の形態１と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態１とは異なる点を説明する。よって実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図５には、図１に代わる構成例を模式的に表す。当該図５に示すエンジンブロック１０には、４つのシリンダＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４とともに、供給路５０を一体構造に形成している。この供給路５０はエンジンブロック１０内（特に内燃機関として作動するシリンダＣ１，Ｃ４の周囲）を通っており、原料Ｍ２，原料Ｍ４および洗浄物Ｗのうちいずれか一つをシリンダＣ２，Ｃ３の吸気口３２に供給するための通路である。原料Ｍ２，原料Ｍ４はいずれも気体（ガス）であるが、燃焼物であってもよく、非燃焼物であってもよい。シリンダＣ１，Ｃ４が内燃機関として作動すると爆発燃焼によって熱が発生するので、供給路５０を流れる原料Ｍ２，Ｍ４はこの熱を受けて温まる。
【００６２】
吸気口３２からシリンダ内に投入する投入物は、切換制御手段２８が電磁弁５２，５４，５６の開閉を制御することで特定する。すなわち原料Ｍ２を投入する場合には電磁弁５６を開け、原料Ｍ４を投入する場合には電磁弁５４を開け、洗浄物Ｗを投入する場合には電磁弁５２を開けるように制御すればよい。制御装置２６は吸気口３２から投入物を投入するにあたってバルブ３４を開閉し、排気口４２から排出物を排出するにあたってバルブ４０を開閉する制御を行う。
【００６３】
図５に示す構成例では、シリンダＣ２，Ｃ３にはインジェクタ３８を備えず、代わりに温度を計測する温度センサ５８をシリンダＣ２に備え、圧力を計測する圧力センサ６０をシリンダＣ３に備えている。なお、温度センサ５８をシリンダＣ３に備え、圧力を計測する圧力センサ６０をシリンダＣ２に備える構成としてもよく、各シリンダにそれぞれ温度センサ５８および圧力センサ６０の双方を備える構成としてもよい。
【００６４】
シリンダＣ２，Ｃ３用のバルブ３４，４０の開閉制御は、制御装置２６に備えた温度制御手段６２や圧力制御手段６４がそれぞれ行う。温度制御手段６２は、温度センサ５８によって検出された現在の温度を受けて、化学反応を行うのに最適な温度（例えば１００〜６００℃）になるように、シリンダＣ１，Ｃ４に供給する燃料量および空気量のうちで一方または双方を制御する。圧力制御手段６４は、圧力センサ６０によって検出された現在の圧力が、化学反応を行うのに最適な圧力（例えば０．５〜５０メガパスカル）になるように、吸気口３２を通じてシリンダＣ２，Ｃ３に供給する空気量を制御する。
【００６５】
次に、原料Ｍ２，Ｍ４から化学反応によって反応生成物Ｒを得るまでの製造工程を実現する例について、図６を参照しながら説明する。図６（Ａ）には投入物を投入する投入工程を表し、図６（Ｂ）には化学反応を行うために圧縮する圧縮工程を表し、図６（Ｃ）には減圧冷却工程を表し、図６（Ｄ）には反応生成物Ｒの排出工程を表す。よって製造工程は、投入工程，反応工程（圧縮工程および減圧冷却工程），排出工程からなる。
【００６６】
（投入工程）
図６（Ａ）に表すように、ピストン２０が上死点に位置するときにバルブ３４を開けて吸気口３２から投入物をシリンダＣ２内に投入する。化学反応時の気圧をより高くする必要がある場合には、投入物（すなわち原料Ｍ２，原料Ｍ４および洗浄物Ｗのうちいずれか一つ）とともに必要量の空気等を投入する。投入した後は、バルブ３４を閉じる。
【００６７】
（圧縮工程；反応工程）
続いて図６（Ｂ）に表すように、シリンダＣ１，Ｃ４から発生した動力によって作動するクランクシャフト１６によってピストン２０が図面下方向に動いて圧縮し、シリンダＣ２内を加圧する。当該シリンダＣ２内では、上述したようにシリンダＣ１からの熱で温度が高まっているので、高温高圧環境の下で化学反応が進行することになる。
【００６８】
（減圧冷却工程；反応工程）
図６（Ｃ）に表すように、ピストン２０は下死点に達した後に減圧する方向（図面上方向）に動くので、シリンダＣ２内の気圧が減少する。さらにはシリンダＣ２における反応部位にかかる容積も増加するので、反応部位も冷却されることになる。ただし、シリンダＣ１からの熱が流入し続けるので、投入工程よりも低い温度にはならない。
【００６９】
（排出工程）
そして図６（Ｄ）に表すように、ピストン２０が上死点に位置するときにバルブ４０を開けた後、ピストン２０が下死点に向かって（図面下方向）に動くと、シリンダＣ２内に生成された反応生成物Ｒ等が排気口４２から排出される。
【００７０】
ここで反応装置の制御装置２６で行う制御例について、いずれもフローチャートで表した図３，図４，図７，図８を参照しながら説明する。図７には温度制御手段６２を実現する温度制御処理を表し、図８には圧力制御手段６４を実現する圧力制御処理を表す。
【００７１】
図３の全体制御処理では、ステップＳ１８の化学反応を行う工程中において、最適な反応時間にするための燃料制御処理を実行するとともに〔ステップＳ２０〕、最適な温度にする温度制御処理を実行したり〔ステップＳ２２〕、最適な気圧にする圧力制御処理〔ステップＳ２４〕を実行する。図４に示す燃料制御処理の手続きは実施の形態１で既に説明したので、以下では温度制御処理および圧力制御処理の手続きについて説明する。
【００７２】
まず図７に示す温度制御処理では、所要のタイミングでシリンダＣ２，Ｃ３内の温度を温度センサ５８によって計測する〔ステップＳ４０〕。シリンダＣ２，Ｃ３内の温度はピストン２０の往復運動によって変化する圧力に伴うので、ピストン２０が上死点や下死点に位置する時点などのタイミングで温度を計測する。もし、計測した温度が図３のステップＳ１０で設定した最適な温度に基づいて許される許容範囲内であれば（ステップＳ４２でＹＥＳ）、そのまま温度制御処理を終える。これに対して計測した温度が許容範囲外であれば（ステップＳ３４でＮＯ）、インジェクタ３８から噴射する燃料量および吸気口３２から供給する空気量の一方または双方を増減して許容範囲内に収まるようにする〔ステップＳ４４〕。インジェクタ３８から噴射する燃料量の増減は、上述した図４のステップＳ３６と同様に行えばよい。
【００７３】
吸気口３２から供給する空気量の増減は、次のようにして実現する。すなわちシリンダＣ２，Ｃ３内の圧力（特に化学反応時の圧力）を通常よりも高くする必要がある場合には、過給器を用いて吸気口３２から空気を供給する。この場合には、過給量を制御することでシリンダＣ２，Ｃ３内の圧力を高く調整することができる。逆にシリンダＣ２，Ｃ３内の圧力を通常よりも低くする必要がある場合には、ピストン２０が下死点に向かって動くときもバルブ３４を開けて空気を逃がす。この場合には、バルブ３４を閉じるタイミングを制御することでシリンダＣ２，Ｃ３内の圧力を低く調整することができる。
【００７４】
図８に示す圧力制御処理では、所要のタイミングでシリンダＣ２，Ｃ３内の圧力を圧力センサ６０によって計測する〔ステップＳ５０〕。シリンダＣ２，Ｃ３内の圧力はピストン２０の往復運動によって変化するので、ピストン２０が下死点に位置する時点で圧力を計測するのが望ましい。もし、計測した圧力が図３のステップＳ１０で設定した最適な圧力に基づいて許される許容範囲内であれば（ステップＳ５２でＹＥＳ）、そのまま圧力制御処理を終える。これに対して計測した圧力が許容範囲外であれば（ステップＳ３４でＮＯ）、インジェクタ３８から噴射する燃料量および吸気口３２から供給する空気量の一方または双方を増減して許容範囲内に収まるようにする〔ステップＳ５４〕。吸気口３２から供給する空気量の増減は、上述した図５のステップＳ４４と同様に行えばよい。
【００７５】
上述したように、燃料制御処理と温度制御処理では燃料量を制御し、温度制御処理と圧力制御処理では空気量を制御する。これらの制御を同時に実現する場合には、制御目的が相違しても制御対象が同一である。よって、燃料量を制御する場合には反応時間および温度のうちで一方を優先させ、空気量を制御する場合には温度および圧力のうちで一方を優先させる必要がある。いずれを優先すべきかは、原料や反応生成物等によって変わる。
【００７６】
上述した実施の形態２によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
（ｂ１）エンジンブロック１０内には原料Ｍ２，Ｍ４が流れ得る供給路５０を備え、当該供給路５０を通じてシリンダＣ２，Ｃ３の吸気口３２に供給されるように構成した（図５を参照）。シリンダＣ１，Ｃ４で生じた熱がエンジンブロック１０に伝わり、供給路５０を流れる原料Ｍもこの熱で温められる。したがって、原料Ｍ２，Ｍ４を予め温める必要がなくなるとともに、シリンダＣ１，Ｃ４で生じた熱の有効利用を図ることができる。
【００７７】
（ｂ２）エンジンブロック１０には、シリンダ内の温度を検出する温度センサ５８を備えた（図５を参照）。制御装置２６には、温度センサ５８によって検出した温度が化学反応を行うのに最適な温度になるようにシリンダＣ１，Ｃ４に供給する燃料量および空気量のうちで一方または双方を制御する構成とした（温度制御手段６２；図５，図７を参照）。最適な温度で化学反応が進行するようになるので、反応生成物Ｒの品質を高めたり製造量を多くすることが可能になる。
【００７８】
（ｂ３）エンジンブロック１０には、シリンダ内の圧力を検出する圧力センサ６０を備えた（図５を参照）。制御装置２６には、圧力センサ６０によって検出した圧力が化学反応を行うのに最適な圧力になるようにシリンダＣ２，Ｃ３に供給する空気量を制御する構成とした（圧力制御手段６４；図５，図８を参照）。最適な圧力で化学反応が進行するようになるので、反応生成物Ｒの品質を高めたり製造量を多くすることが可能になる。
【００７９】
（ｂ４）その他の要件，構成，作用等については実施の形態１と同様であるので、当該実施の形態１と同様の効果が得られる｛上述した事項（ａ１）〜（ａ４）を参照｝。
【００８０】
〔実施の形態３〕
実施の形態３は、実施の形態２と同様にしてエンジンブロック１０に対して本発明を適用し、製造工程にかかる各工程の時間を変化させる例である。当該実施の形態３は、図９，図１０を参照しながら説明する。なお、反応装置の構成等は実施の形態２と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態２とは異なる点を説明する。よって実施の形態２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
シリンダの構成例を模式図で図９に表す。シリンダＣ２では、クランクシャフト１６とピストン２０との間に所定の外周形状からなるカム７０を介在させる構成になっている。カム７０の外周形状に応じてピストン２０を往復運動させるため、実施の形態３で用いたコネクティングロッド１４に代えて、カム７０の外周形状に接触してピストン２０を動かすコネクティングロッド７２を用いる。本例の構成はシリンダＣ２に適用したが、シリンダＣ３についても同様に適用する。
【００８２】
カム７０の外周形状に応じて変化する各工程の時間について、図１０を参照しながら説明する。１サイクルの製造工程にかかる各工程の時間は、実施の形態１の構成例について図１０（Ａ）に表し、図９の構成例について図１０（Ｂ）に表す。
【００８３】
実施の形態２の構成例ではカム７０が存在しないので、図１０（Ａ）に示すように投入工程の時間ｔ２と、圧縮工程の時間ｔ４と、減圧冷却工程の時間ｔ６と、排出工程の時間ｔ８とがほぼ均等の長さになっている。これに対して、図９の構成例では図１０（Ｂ）に示すように、圧縮工程の時間ｔ４のみを伸ばし、他工程の時間ｔ２，ｔ６，ｔ８はそれぞれ縮めている。したがって、本形態では圧縮工程の時間を長く確保することができるので、時間がかかる化学反応であっても１サイクル内に終わらせることが可能になる。
【００８４】
なお本例のカム７０では圧縮工程の時間ｔ４のみを伸ばしたが、１サイクルの時間内であれば他の工程（すなわち投入工程，減圧冷却工程，排出工程）のいずれを伸ばすこともできる。逆に、１サイクルの時間内であれば各工程の時間を縮めることもできる。
【００８５】
次にカム７０の外周形状を異ならせた場合について、各形状に基づくシリンダ内の圧力変化を図１０（Ｃ）に表す。投入工程におけるシリンダＣ２内の圧力変化は、カム７０の外周形状に応じて曲線Ｃａのように変化したり、あるいは曲線Ｃｂ，Ｃｃのように変化する。原料の種類に対応して行う化学反応の内容に応じた外周形状のカム７０を用いることで適切な加圧変化を行わせることができる。なお、本形態では圧縮工程に対して適用したが、減圧冷却工程についても同様に適用することができる。
【００８６】
上述した実施の形態３によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
（ｃ１）シリンダＣ１，Ｃ４で生じた動力を伝達する動力伝達機構（すなわちクランクシャフト１６）と、シリンダＣ２，Ｃ３内で往復運動するピストン２０との間にカム７０を介在させる構成とした（図９を参照）。原料Ｍを投入する投入工程の時間ｔ２，圧縮を行う圧縮工程の時間ｔ４，減圧と冷却を行う減圧冷却工程の時間ｔ６，反応生成物Ｒを排出する排出工程の時間ｔ８は、いずれもカム７０の外周形状に応じて伸縮できる。そのため、各工程に必要な時間を確保できるので、化学反応をより確実に行わせ、より多くの反応生成物Ｒを得ることが可能になる。
【００８７】
本形態では実施の形態２のエンジンブロック１０に対して適用したが（図５を参照）、実施の形態１のエンジンブロック１０に対しても同様に適用することができる（図１を参照）。したがってカム７０の外周形状を変えることで、原料を投入する時間，圧縮する時間，化学反応を行う時間，減圧する時間，反応生成物を排出する時間のうちで一以上の時間を伸ばしたり縮めたりすることができる。
【００８８】
（ｃ２）その他の要件，構成，作用等については実施の形態２と同様であるので、当該実施の形態２と同様の効果が得られる｛上述した事項（ｂ１）〜（ｂ４）を参照｝。
【００８９】
〔実施の形態４〕
実施の形態４は、実施の形態２と同様にエンジンブロック１０に対して本発明を適用し、シリンダＣ２とシリンダＣ３で続けて個別に化学反応を行わせる例である。当該実施の形態４は、図１１を参照しながら説明する。なお、反応装置の構成等は実施の形態２と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態２とは異なる点を説明する。よって実施の形態２で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
図１に示すエンジンブロック１０と比べると、図１１に示すエンジンブロック１０にはシリンダＣ３の排気口４２とシリンダＣ２の吸気口３２を連結した連結通路７４を備える。この構成によれば、シリンダＣ３の吸気口３２から投入された原料Ｍは当該シリンダＣ３で化学反応が行われる。シリンダＣ３で生成した反応生成物Ｒまたは中間体は連結通路７４を通ってシリンダＣ２に移り、シリンダＣ２で再び化学反応が行われる。そして、シリンダＣ２で生成した反応生成物Ｒが排気口４２から製造物として排出される。
【００９１】
図示しないが、上述した連結通路７４とは別個に原料Ｍを投入するインジェクタ３８をシリンダＣ２に備える構造としてもよい。すなわち、供給路５０から吸気口３２を経て投入する第１系統と、インジェクタ３８から投入する第２系統とで構成する。シリンダＣ２，Ｃ３に投入する原料Ｍは同じ物であってもよく、異なる物であってもよい。この構成によれば、シリンダＣ３で生成した反応生成物Ｒまたは中間体が連結通路７４を通って吸気口３２から投入され、インジェクタ３８からは原料ＭがシリンダＣ２に投入される。よってシリンダＣ２内では反応生成物Ｒまたは中間体と、原料Ｍとの化学反応を行える。
【００９２】
上述した実施の形態４によれば、以下に示す各効果を得ることができる。
（ｄ１）シリンダＣ３の排気口４２とシリンダＣ２の吸気口３２とを連結通路７４で連結し、シリンダＣ３で化学反応が行なった後に、シリンダＣ２で再び化学反応を行うように構成した（図１１を参照）。したがって、シリンダＣ３内で第１段の化学反応を行わせ、シリンダＣ２内で第２段の化学反応を行わせることができる。
【００９３】
本形態では実施の形態２のエンジンブロック１０に対して適用したが（図５を参照）、実施の形態１のエンジンブロック１０に対しても同様に適用できる（図１を参照）。この場合には、シリンダＣ３の排気口４２とシリンダＣ２のインジェクタ３８とを連結通路７４で連結すればよい。連結通路７４の途中に電磁弁を備えてもよい。またシリンダＣ２で行わせる化学反応の種類に応じて、シリンダＣ２のインジェクタ３８には、連結通路７４のみを連結する構成としてもよく、当該連結通路７４に加えて図１に示すような電磁弁４４，４６を通じて原料Ｍまたは洗浄物Ｗを投入可能に連結する構成としてもよい。
【００９４】
（ｄ２）その他の要件，構成，作用等については実施の形態２と同様であるので、当該実施の形態２と同様の効果が得られる｛上述した事項（ｂ１）〜（ｂ４）を参照｝。
【実施例１】
【００９５】
原料Ｍには、フタル酸エステル（溶血性がある）と水とを用いる。シリンダＣ２，Ｃ３の各シリンダについて複数のインジェクタ３８を備えて複数の原料Ｍを霧状に噴射可能な構成としたうえで、フタル酸エステルと水とをそれぞれ噴射する。反応工程における反応条件は、圧縮時の圧力が３０[Kgf/cm2]（３メガパスカル）程度であり、温度が２５０℃程度である。反応工程における化学反応は、フタル酸エステルが加水分解され、反応生成物Ｒとしてフタル酸が得られる。よって、公害物質であるフタル酸エステルを処理して無害化することができた。
【実施例２】
【００９６】
原料Ｍには、塩素化ベンゼンをメタノールに溶解させた混合物と、水酸化ナトリウムを含むアルカリ性にした水とを用いる。実施例１と同様に各シリンダに複数のインジェクタ３８を備えて、上述した混合物と水とをそれぞれ噴射する。反応工程における反応条件は、圧縮時の圧力が２００[Kgf/cm2]（２０メガパスカル）程度であり、温度が２５０℃程度である。反応工程における化学反応は、塩素化ベンゼンが脱塩素化し、反応生成物Ｒとしてフェノール類が得られる。よって、有害物質である塩素化ベンゼンを処理して無害化することができた。
【実施例３】
【００９７】
原料Ｍには、ＰＣＢ入り変圧器油と水酸化ナトリウムとを用いる。実施例１と同様に各シリンダに複数のインジェクタ３８を備えて、上述した変圧器油と水酸化ナトリウムとをそれぞれ噴射する。反応工程における反応条件は、圧縮時の圧力が２３０〜２６０[Kgf/cm2]（２３〜２６メガパスカル）であり、温度が３８０〜６３０℃である。反応工程における化学反応は、ＰＣＢが脱塩素化および酸化分解され、反応生成物Ｒとして水，二酸化炭素，塩化ナトリウムが得られる。よって、有害物質であるＰＣＢを処理して無害化することができた。
【００９８】
〔他の実施の形態〕
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施の形態に従って説明したが、本発明は当該実施の形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することが可能である。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。
【００９９】
（ｅ１）実施の形態１〜４では、原料Ｍを投入する吸気口３２と、反応生成物Ｒを排出する排気口４２とをシリンダＣ２，Ｃ３の下部に備える構造とした（図１，図５，図９を参照）。この構造に代えて、原料Ｍは重力に従って流れる（もしくは落ちる）ことを考慮し、吸気口３２やインジェクタ３８をシリンダＣ２，Ｃ３の側部（または可能であれば上部）に備える構造としてもよい。この構造によれば、原料Ｍを確実にシリンダ内に投入できるようになる。
【０１００】
（ｅ２）実施の形態１〜４では、シリンダＣ２，Ｃ３に投入して化学反応を行わせる投入物として、原料と水との原料Ｍを適用した（図１，図５，図９を参照）。この投入物に代えて、燃焼可能な水溶液または含水スラリー体を適用してもよい。この場合には、当該水溶液や含水スラリー体が燃焼物となるので、シリンダ内で燃焼させることができる。特にガソリンと同様な爆発燃焼を起こし得る水溶液や含水スラリー体を適用した場合には、シリンダＣ２，Ｃ３は反応室としての機能だけでなく内燃機関の燃焼室としての機能も果たすので、シリンダＣ１，Ｃ４と同様に動力源として用いることができる。
【０１０１】
（ｅ３）実施の形態１〜４では、原料Ｍと空気とをシリンダＣ２，Ｃ３内に投入する構成とした（図１，図５，図９を参照）。この構成に代えて、スパークプラグ等の電極をシリンダＣ２，Ｃ３内に備え、所定の不活性ガス（例えばヘリウムガスやネオンガス等）とともに原料Ｍを投入する構成としてもよい。この構成によれば、電流を流した電極から熱電子がシリンダ内に放出されるため、プラズマ（または放電）を起こすことができる。制御装置２６から電極に電流を流すタイミングを制御することにより、プラズマ環境の下で化学反応を行わせ、反応生成物Ｒを製造することができる。
【０１０２】
（ｅ４）実施の形態１〜４では、内燃機関として作動するレシプロエンジンに対して本発明を適用する構成とした（図１，図５，図９を参照）。この構成に代えて、内燃機関として作動するロータリーエンジンに対して本発明を適用したり、外燃機関として作動する蒸気機関や蒸気タービン等に対して本発明を適用する構成としてもよい。また、内燃機関や外燃機関にかかわらず、セラミックエンジンにも適用することが可能である。いずれの機関であっても複数気筒のうち一部の気筒を反応室として用いることにより、他の気筒で得られた動力を用いて化学反応を行わせ、反応生成物Ｒを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明を実現するための第１構成例を模式的に表した図である。
【図２】原料から反応生成物を得るまでの製造工程を表す図である。
【図３】全体制御処理の手続き例を表すフローチャートである。
【図４】燃料制御処理の手続き例を表すフローチャートである。
【図５】本発明を実現するための第２構成例を模式的に表した図である。
【図６】原料から反応生成物を得るまでの製造工程を表す図である。
【図７】温度制御処理の手続き例を表すフローチャートである。
【図８】圧力制御処理の手続き例を表すフローチャートである。
【図９】シリンダの構成例を表す模式図である。
【図１０】カムの外周形状に応じて変化する各工程の時間を説明する図である。
【図１１】他のエンジンブロックの構成例を表す模式図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  エンジンブロック
１２  ピストン（第１ピストン）
１４，１８  コネクティングロッド（動力伝達機構）
１６  クランクシャフト（動力伝達機構）
２０  ピストン（第２ピストン）
２２  回転軸
２４  外部機器
２６  制御装置
２８  切換制御手段
３０  燃料制御手段
３２  吸気口（投入口）
３４，４０  バルブ
３６  電磁弁（燃料噴射用）
３８  インジェクタ（投入口）
４２  排気口（排出口）
４４，４６  電磁弁（投入用）
５０  供給路
５２，５４，５６  電磁弁（投入用）
５８  温度センサ
６０  圧力センサ
６２  温度制御手段
６４  圧力制御手段
７０  カム
７２  コネクティングロッド（動力伝達機構）
７４  連結通路
Ｃ１，Ｃ４  シリンダ（第１気筒）
Ｃ２，Ｃ３  シリンダ（第２気筒）
Ｍ（Ｍ１，Ｍ２）  原料
Ｒ  反応生成物
Ｗ  洗浄物
【図１】
2006015196.tif 000003
【図２】
2006015196.tif 000004
【図３】
2006015196.tif 000005
【図４】
2006015196.tif 000006
【図５】
2006015196.tif 000007
【図６】
2006015196.tif 000008
【図７】
2006015196.tif 000009
【図８】
2006015196.tif 000010
【図９】
2006015196.tif 000011
【図１０】
2006015196.tif 000012
【図１１】
2006015196.tif 000013