(57)【要約】【課題】大気を利用しない閉サイクルであり、排気ガスが出ず大気を汚染せず環境に負荷をかけず、危険性も低く、駆動力（運動エネルギー）と電力（電気エネルギー）を得る装置を提供すること。【解決手段】少なくとも、以下の（１）ないし（４）の全てを具備するものであることを特徴とする水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１。（１）化学反応で水素ガスを発生させる水素ガス生成器１１（２）上記（１）水素ガス生成器１１で発生した水素ガスの温度を上げることによって水素ガスの圧力を上げる水素ガス加熱装置１２と一時的貯留タンク１３（３）水素ガスが噴射されることで回転するタービンを備える駆動装置（４）水素ガスが噴射されることで回転翼が回転して発電する気流発電器１４【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、以下の（１）ないし（４）の全てを具備するものであることを特徴とする水素流体閉サイクル駆動・発電装置。
（１）化学反応で水素ガスを発生させる水素ガス生成器
（２）上記（１）水素ガス生成器で発生した水素ガスの温度を上げることによって水素ガスの圧力を上げる水素ガス加熱装置と一時的貯留タンク
（３）水素ガスが噴射されることで回転するタービンを備える駆動装置
（４）水素ガスが噴射されることで回転翼が回転して発電する気流発電器
【請求項２】
上記（１）水素ガス生成器が、金属にアルカリ水を接触させることによって水素ガスを生成させるようになっている請求項１に記載の水素流体閉サイクル駆動・発電装置。
【請求項３】
上記（２）水素ガス加熱装置が、密閉された容器内の水素ガスを４００℃以下に加熱して使用するようになっている請求項１又は請求項２に記載の水素流体閉サイクル駆動・発電装置。
【請求項４】
上記（２）水素ガス加熱装置が、マイクロ波を利用して加熱するものである請求項１ないし請求項３の何れかの請求項に記載の水素流体閉サイクル駆動・発電装置。
【請求項５】
上記（３）駆動装置が、スクロール型エンジン、圧縮ロータリー型エンジン、又は、１軸タービンエンジンである請求項１ないし請求項４の何れかの請求項に記載の水素流体閉サイクル駆動・発電装置。
【請求項６】
上記（４）気流発電器が、水素ガスを燃焼させずに、水素ガスの気流によって回転翼を回転させて発電するものである請求項１ないし請求項５の何れかの請求項に記載の水素流体閉サイクル駆動・発電装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の何れかの請求項に記載の水素流体閉サイクル駆動・発電装置を搭載した動力機関。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、水素ガスを利用した、閉サイクルで駆動と発電をする装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素は酸素と反応して熱エネルギーを発生させるので、空気中で燃焼させてタービンを回して電力を得たり、該燃焼による体積膨張を利用して推進力を得たりしている。
また、酸素を含有する大気を利用しない閉サイクルのエンジンとして、例えば、特許文献１には、液体水素と液体酸素を用い、燃焼による体積膨張を利用した直接サイクルエンジンが記載されている。
また、特許文献２には、水素ガスを燃料として、スロットルに特徴のある水素エンジンが記載されている。
しかしながら、これらは全て、水素を燃焼させてエネルギーを得るものである。
【０００３】
一方、水素は、燃料電池の燃料としても利用され、水素を燃焼させずに電気エネルギーを得るためにも使用されている。
特許文献３には、水を電気分解して得た水素を燃料電池の燃料として使用する電気自動車が記載されており、特許文献４には、メタノールの触媒反応により得た水素を燃料電池の燃料として使用する動力装置が記載されている。
しかしながら、これらは全て、水素を燃料電池の燃料として用いて電力を得るものであった。
【０００４】
水素ガスは、熱伝導率が高く、酸素が存在しなければ安全であるにも関わらず、燃焼させてエネルギーを得る技術や、燃料電池の燃料とする技術が存在するくらいで、流体として利用して運動エネルギー（推進力、回転駆動等）や電気エネルギー（燃焼によらない気流で回転翼を回転させて発電）を得る技術は殆どない。
また、
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−１８７２５２号公報
【特許文献２】特開平０８−１３５４８８号公報
【特許文献３】特開平１１−１１３１０５号公報
【特許文献４】特開平１１−３３６５１１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、大気を利用しない閉サイクルであり、排気ガスが出ず大気を汚染せず環境に負荷をかけず、危険性も低い、駆動力（運動エネルギー）と電力（電気エネルギー）を得る装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、化学反応で水素ガスを発生させる水素ガス生成器と水素ガス加熱装置と一時的貯留タンクとを具備し、水素ガスを燃焼させずに水素ガスの高圧気流を用いて駆動・発電させれば、上記課題が解決できることを見出して本考案を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本考案は、少なくとも、以下の（１）ないし（４）の全てを具備するものであることを特徴とする水素流体閉サイクル駆動・発電装置を提供するものである。
（１）化学反応で水素ガスを発生させる水素ガス生成器
（２）上記（１）水素ガス生成器で発生した水素ガスの温度を上げることによって水素ガスの圧力を上げる水素ガス加熱装置と一時的貯留タンク
（３）水素ガスが噴射されることで回転するタービンを備える駆動装置
（４）水素ガスが噴射されることで回転翼が回転して発電する気流発電器
【０００９】
また、本考案は、上記水素流体閉サイクル駆動・発電装置を搭載した自動車、船舶等の動力機関を提供するものである。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、上記問題点や課題を解決し、水素を用いることによって、大気に依存せずに駆動と発電が可能である。
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置は、非大気水素超臨界流体閉サイクル駆動・発電装置とも言えるもので、基本的に酸素や空気を必要とせず、駆動・発電エネルギーを低温（５０〜４００℃近傍）で創出する。大気に依存しないので、非大気依存推進（ＡＩＰ）潜水艦等にも応用され得る技術である。
【００１１】
使用する水素は、臨界点が、−２４０℃、１．３ＭＰａであり、更に、熱伝導率が気体中最も高く、５０℃条件下において、０．１９１９Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。なお、空気は、４０℃条件下において、０．０２７２Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。空気と比較しても約７倍の熱伝導率で、低温でも超臨界流体となる特性がある。
【００１２】
この水素を昇温して、密閉容器（密閉空間）に一時的に滞留させると、１〜２分間程度で水素は超臨界状態となる。その圧力は８０気圧から３５０気圧であり、温度は５０℃〜４００℃であり、温度と一時滞留時間設定によって発電能力は自在に設計ができる。
温度と圧力は比例関係であり、温度圧力を圧力調整弁で容易に調整し、超臨界吐出状態をコントロール可能である。
超臨界流体として羽根車をダイレクトに高速回転させて駆動軸を介して直接気流発電器を回転させれば、能率の高い電力が得られる。
【００１３】
内燃機関と異なり、極めてコンパクトで且つシンプルな構成である。
即ち、化石燃料、液体酸素、液体水素等を燃焼させず、水素ガス単独又は水素混合気体に熱伝導させて、前記のように一時滞留させて超高圧の超臨界流体として、（回転）駆動・発電を閉サイクル低温環境で行なうことができる。
僅か数分の滞留で、（複数の）一時的貯留タンクから、順次、超臨界流体を連続的に吐出することで目的を達成できる。
【００１４】
既存機関を改良する時は、動力で圧縮高圧化した密度の高いアクティブな水素ガス流体を超臨界流体として噴射循環させて閉サイクル運転を行うこともできる。
従って、太陽光（電磁波）、地熱、他の熱源、「圧縮機、ブランジャーポンプ等による熱膨張・廃棄熱」等の（回収）利用も可能であり、低温でも水素超臨界流体の高圧駆動力で、効率的な回転・駆動・発電を行なうことも可能となる。
【００１５】
動力機関としては、既存のレシプロエンジン（ディーゼルエンジン・ロータリーエンジン）スクロールエンジンや、１軸タービンで、熱膨張駆動による閉サイクル運転が可能であり好適である。しかも、本考案の場合、燃焼させないので、既存のエンジンのような点火スパークプラグは必要としない。
【００１６】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置は、動力機関として使用して、駆動と発電を両立させることができるシステムを利用している。
図５に１軸タービン駆動に応用した例を示したが、超臨界圧力駆動で、推進力や電力を供給でき、最低でも３ＭＷ以上の同時出力が可能である。
図６に本考案を自動車に応用した例を示したが、発電規模によって、熱源やプラント動力機関を任意選定すればよい。
【００１７】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置は、排気ガスが出ない、ガソリンの燃料消費がないので、限りある資源の保全に有効である。自動車に応用すると、走行時のＮＯＸの排気排出がない。車体を軽くすることができ、触媒となるレアメタルが不要である。また、製造コストが安く、既存技術の組み合わせだけで実現できる。
【００１８】
水素ガスはその都度生成させ、連続圧縮や加熱方式であるので、水素圧縮貯蔵タンクが不要である。臨界点−２４０℃である水素は気温による影響が小さく、氷点下でも加熱すれば水素は膨張するので出力低下はない。燃料を消費せず閉サイクル方式であり、エネルギー効率が高い。
【００１９】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置は安全である。すなわち、水素ガスは、空気中で発火点５７０℃、酸素中で４５０℃であるが、何れも酸素が介在しているときの温度であり、閉サイクル方式では安全な水素ガス又は「水素と不活性ガスの混合気体」では、燃焼や爆発現象を生じない。
水素ガス生成器を積載するのみであり、交通事故があっても高圧タンクがないため爆発しない。燃料も積載しないため爆発的な火災が起きない。
【００２０】
非大気推進の従来技術例として、例えば潜水艦の場合、通常、内燃式ディーゼル機関が用いられ、浮上して発電し蓄電させて潜航する電気駆動推進が用いられている。
また、アルカリイオン電池は、大きな電力を貯められず、従って長期のステルス潜航航続は出来ない。そのため、ＡＩＰ（非大気依存推進）では、スターリングエンジン等で補助しているが、発電能力は約７５ｋＷ程度と低い。
【００２１】
従来、閉サイクルディーゼル機関においては、潜航時には燃料と液体酸素で駆動している。しかし、使用される純粋酸素よる燃焼では過度の損耗があるため、不活性ガスを混入し自然大気と同様な分圧にしなければならない。
また、内燃機関であるので、作動時の振動・騒音でソナーに探知され易く、排気ガスの冷却液化等の処理問題があり、そのために多くのスペースが必要である。
【００２２】
燃料電池作動電気推進についても、圧縮された液体水素と液体酸素の高圧タンクの搭載による危険性が指摘されている。
また、その起電力も極めて小さく、１モジュール出力３４ｋＷ×９基でも、最大３００ｋＷである。
【００２３】
また、潜水艦に使用されている閉サイクル蒸気タービン機関は、「液体酸素を供給源として気化して得られた酸素」とエタノールとの混合気体を燃焼させ、それで得た約７００℃の燃焼ガスを利用する蒸気発生装置で、５００℃の蒸気タービンを作動して発電している。そこでは、燃料を必要としている。
最近ではＣＯ２閉サイクルタービン方式もあるが、加熱部位は通常の燃焼方法であり、そこでも燃料と空気や酸素を必要としている。
【００２４】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置は、非大気の閉サイクルであり、水素超臨界流体を用いた駆動・発電装置（システム）である。
すなわち、燃料を燃焼させない方式であり、艦内の空気使用はゼロであるので、艦内環境にとって極めて好ましい。空気や酸素を使用せず排気ガスも無く、大きな電力が艦内で随時供給であるので、原子力潜水艦並みに長期潜航が可能となる。
潜水艦のシュノーケル航行は不要であり。更に、漏えい補充用の水素ガス生産も、引き込み海水から艦内創出（海水燃料化）することもできる。
【００２５】
本考案の非大気水素超臨界流体閉サイクル駆動・発電装置は、民生用として前記の駆動・発電のみならず、船舶・車両のエンジン駆動・発電に最適である（図６参照）。
また、インフラ未整備区域の地産地消や災害用自家発電装置として、また、規模を拡大すれば大規模な発電所としても極めて有効である。
環境に負荷をかけず、限りある地下資源の節約ができ、排気ガスゼロで大気を汚染しないため、温暖化防止（気候変動抑制）、赤道付近や砂漠化が進行しているような乾燥地帯等の電力インフラ未整備区域にも、太陽熱を加熱装置の補助熱源とすれば電力供給ができる。
電力供給ができれば、地下水の汲み上げによる塩分除去の上、水道水供給も可能となり、乾燥地の緑化、農業振興にも寄与可能となる。
【００２６】
本考案では、熱媒体として使用する水素ガスは、後述する方法で連続発生させるので、アルミニウム等の金属をアルカリ水から離せば、水素ガスの発生は僅か３秒程度で即座に停止する。
従って、液化水素等の断熱高圧タンクや重い水素吸蔵合金も必要なく、液化酸素も不要であり、爆発もなく極めて安全である。
【００２７】
外洋航路の大型船舶や艦隊では、海水と廃棄物質から創出する技術手段も既に実験済みである。長期航海においても、燃料補給のための寄港は不要であり、洋上給油も不要である。
島国においては、無限大ともいえる豊富な海水と廃棄物質をベースとした水素生産資源基地として最適な経済振興となるばかりでなく、他国からの燃料の輸入も大幅に削減し国家収支も改善する。また、内陸部では、沼や湖や河川水を利用した水素ガス生成技術も確立している。
また、従来のように、水素ガス生成に要する燃料改質技術操作や、電気分解や貯蔵のための液化に要するエネルギーや耐圧貯蔵施設も不要である。
【００２８】
本考案では、複数基の一時的貯留タンクから、順次、超高圧水素流体を供給し、回転翼を高速回転させて、駆動軸を回転させて動力とする共に、駆動軸の回転から気流発電器を稼働させる閉サイクル方式である。空気を必要としないため、内燃機関も必要とせず（非大気エネルギーであり）、水素を燃やさず超臨界流体媒体として利用できることが、本考案の最大の技術ポイントである。水素ガスを温め、複数基の密閉空間（密閉容器）内で一時的に閉じ込められた状態で、例えば１〜２分間で超臨界圧を超える。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置の基本構成を示す概略図である。
【図２】本考案における水素ガス加熱装置が、マイクロ波等を利用して加熱する装置である場合に、該装置の態様の一例を示す概略図である。
【図３】本考案における駆動装置がスクロール型エンジンである場合に、該スクロール型エンジンの態様の一例を示す概略図である。
【図４】本考案における駆動装置が圧縮ロータリー型エンジンである場合に、該圧縮ロータリー型エンジンの態様の一例を示す概略図である。
【図５】本考案における駆動装置が１軸タービンエンジンである場合に、該１軸タービンエンジンの態様の一例を示す概略図である。
【図６】本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置を自動車に利用した場合に、該自動車の態様の一例を示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００３０】
以下、本考案について説明するが、本考案は以下の実施の形態に限定されるものではなく、任意に変形して実施することができる。
【００３１】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置は、少なくとも、以下の（１）ないし（４）の全てを具備するものであることを特徴とする。
（１）化学反応で水素ガスを発生させる水素ガス生成器
（２）上記（１）水素ガス生成器で発生した水素ガスの温度を上げることによって水素ガスの圧力を上げる水素ガス加熱装置と一時的貯留タンク
（３）水素ガスが噴射されることで回転するタービンを備える駆動装置
（４）水素ガスが噴射されることで回転翼が回転して発電する気流発電器
【００３２】
＜水素ガス発生（装置）＞
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１は、（１）化学反応で水素ガスを発生させる水素ガス生成器１１を具備する。
該水素ガス生成器１１における水素の発生は、金属に、アルカリ水を接触させることによる。すなわち、本考案における水素ガス生成器１１は、金属にアルカリ水を接触させることによって水素ガスを発生させるようになっているものであることが好ましい。
該金属元素としては、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、スズ（Ｓｎ）等の金属が好ましく、安全性、コスト（安価）、生成物が有用物である等の観点から、アルミニウムが特に好ましい。特にアルミニウムの場合、反応生成物は濾過後に浄化材料として使用可能である点からも特に好ましい。また、該金属としては、イオン化傾向の高い金属が好ましい。
【００３３】
該アルカリ水のｐＨとしては、１２以上が好ましく、１３以上がより好ましく、１３．５以上１４以下がより好ましく、１４が特に好ましい。
例えば、アルミニウムの場合、アルミニウムの表面に生成される水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）は水に不溶であり、そのため反応が金属内部では起こり難くなる。しかし、上記ｐＨの（強）アルカリ水であると、水酸化アルミニウムがアルミン酸イオンとなって水中に溶解し、金属表面の水酸化物被膜が溶解し、水素ガス活性の化学反応が金属の内部にまで進行する。
【００３４】
金属元素としてアルミニウムを用いたときの最終的な化学反応は、示性式の記載方法は種々あるが、例えば以下の反応式（１）のようになる。
２Ａｌ＋６ＯＨ− → ２（ＡｌＯ３）３−＋３Ｈ２  ・・・・・（１）
【００３５】
生成したアルミン酸塩は、好ましくは定期的に濾過除去する。このような方法で、化学量論的に、１Ｌのアルカリ水から、標準状態で最低１１３０Ｌ以上の水素ガスを得ることができ、水素ガスの量としてはそれで十分である。
【００３６】
上記アルカリ水は、限定はされないが、自然石（石灰石等）、貝殻、珊瑚石等の天然物から得ることが、環境に優しいために特に好ましい。天然物に水を加えることによって、イオン化したアルカリ水を得る。
また、該アルカリ水（例えば、ｐＨ＝１３〜１４）を、アルミニウム（Ａｌ）等の金属に接触させて水素ガスを発生させた後に「濾過した濾過水」は、中性に近づくので、その点からも環境に優しい。
【００３７】
使用する水素ガスとしては、上記水素ガス生成器１１で生成させた発生水素ガスが使用できる。漏洩で不足した分の還流水素ガスを発生水素ガスで補うことが好ましい。
発生水素ガスや還流水素ガスを加熱して、密閉容器である一時的貯留タンク１３中で１３．２気圧以上にすると、水素の臨界温度は３３Ｋ（−２４０℃）なので、定義上は超臨界になる。
【００３８】
アルカリ水タンク内のアルカリ水を、内部に金属を有する水素ガス生成器１１の中に投入すると水素ガスが発生する。水素ガス生成器１１で生成させた発生水素ガスは、水素ガス加熱装置１２を介して、生成水素移送ポンプを用いて機関内に導入される。水素ガスは、機関内に導入する途中で（前に）、加温させることによって加圧される。本考案では、機関内に導入前の水素ガスを、水素ガス加熱装置１２で加熱するようになっており、圧力を上げられるようになっている。
すなわち、上記（２）水素ガス加熱装置は、好ましくは、一時的貯留タンク１３のような密閉された容器（密閉容器）内の水素ガスを、４００℃以下に加熱して使用するようになっている。
【００３９】
抜き取り管からは、水素ガス生成後の残水を抜き取ったり、生成したアルミン酸塩等の物質を取り除いたりすることができる。残水の濾過水は経口摂取も可能であり、養殖水等の別用途に有効に使用することもできる。また、アルミン酸（塩）も浄化剤として有効利用できる。
【００４０】
水素ガス生成器１１は、環境特性に優れた自然資源から特殊な方法で水素イオン濃度の高い水を創造したものであり、そのイオン濃度の高い水に安価な触媒を係留させた状態で水中に入れて水素ガスを連続発生させるので、必要な時にタイムリーに前記金属入れて純粋な水素ガスを産出する。
従って、耐圧容器も不要であり、単なる耐アルカリ性樹脂容器（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等）で十分である。
【００４１】
更に、この水素ガス生成の源となる水は、医療用途や食品用途以外であるので、海水や陸水を用いてもよい。限定はされないが、精製は不要である。海水の場合は、特にミネラル成分が多く、より多くの水素ガスの生成（実験済み）がある。
【００４２】
水素ガスは、水素単独（純粋なもの）でもよいが、他の気体を混合させ混合気体として使用することもできる。該混合気体は、炉体等に対する「水素ガス固有の水素脆化」を防ぐ効果がある。
【００４３】
本考案においては、水素ガスと、「他の不活性ガスである二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム等のガス」を選択し、混合気体として使用することも好ましい。具体的には、窒素、炭酸ガス等がより好ましいものとして挙げられる。
混合するガスとして、コストパフォーマンスが良い二酸化炭素（ＣＯ２）（臨界点３１．１℃、７．４ＭＰａ）が特に好ましい。
具体的には、水素ガス９５〜９８容量部に、炭酸ガス２〜５容量部を混合させた混合気体が好ましい。混合比として、例えば、「水素９５％、二酸化炭素（ＣＯ２）５％」、「水素９８％、ヘリウム２％」等が特に好ましい。
【００４４】
本考案においては、水素ガスの金属脆化問題があるために、金属系の使用を少なくし、配管やエンジンを含む部材を繊維強化耐熱樹脂アルミ積層類とすることも好ましい。
ただし、本考案のように低温高圧駆動型である場合（例えば１００℃前後の低温）、金属系以外の材質でも十分である。本考案では、更に混合ガスを使用することで、水素固有の金属脆化問題をクリヤーできる。
【００４５】
水素ガスは、低温（例えば１００℃前後）でも超臨界流体であり、装置全体も軽く重量設計は不要であり、且つコストも低く、機関の装置は、３Ｄプリンターでも製作可能である。
【００４６】
＜水素流体閉サイクル駆動・発電装置＞
本考案の具体的な態様を、基本図である図１に従って以下に示す。
水素ガス生成器１１から発生する水素ガスは、この時点で常温であるため、既に臨界温度に達している（水素臨界点−２４０℃、１．３ＭＰａ）。
その水素ガスは、水素ガス加熱装置１２で加温され、熱伝導性が高いので僅か数秒で昇温する。
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１は、（２）上記水素ガス生成器１１で発生した水素ガスの温度を上げることによって水素ガスの圧力を上げる水素ガス加熱装置１２を具備する。
【００４７】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１において、上記（２）水素ガス加熱装置１２は、密閉された一時的貯留タンク１３内の水素ガスを４００℃以下に加熱して使用するようになっていることが好ましい。
【００４８】
昇温した水素ガスは、順次、一時的貯留タンク１３（好ましくは２〜４基）内に入り、密閉状態が約１〜２分を経ると、水素ガスは低温領域（５０℃）でも高圧化し、この時点で超臨界流体となり、その圧力は約２０ＭＰａ以上となる。
極めて高圧化した水素であるが、一時的貯留タンク１３内の滞留時間は僅か数分であり、高度な耐圧タンクは必要とせず、１〜２分間を経て順次吐出するので安全である。
【００４９】
この高圧化した超臨界水素は、圧力調整弁を経て噴射装置を経由して、配管内に順次高速流入し、気流発電器１４において、回転翼を高速回転し駆動軸から発電する。
予め各機材の配管や動力機関内部を真空引きした上で、加温した水素ガス、「水素ガスと炭酸ガス」等の混合気体を充填後、噴射することが好ましい。これは、本考案の装置（プラント、自動車等に応用される）の共通事項である。
【００５０】
加温蒸気１６等で加温されることで加圧された水素ガスは、動力機関であるスクロールエンジン、ロータリーエンジン、１軸タービン等の圧縮装置に入り、駆動と圧縮工程を経て排気ポートから循環し再び還流する。
【００５１】
このように、非大気であり低温であり、宇宙空間・深地下空間・高地等、様々な環境下において駆動力や電力を創出することが可能である。
【００５２】
水素ガス生成器１１から出る水素ガスは、導入管から渦巻き式等の加熱チューブに入り、水素ガス加熱装置１２で加温されて、一時的貯留タンク１３に入り、加圧された状態となる。
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１は、水素ガス加熱装置１２が、一時的貯留タンク１３内の水素ガスを４００℃以下に加熱して使用するようになっている。
該昇圧された水素ガスは、気流発電器１４の吸気ポートに向けて噴射されて回転翼を駆動する。
【００５３】
排気ポートからでる加圧された水素ガスは、下部側の一時的余熱貯留タンクから噴出する流体と合流し、アスピレーターを介して次の回転翼を駆動しながら再び一時的貯留タンク１３に戻り、再び加温蒸気１６（例えば約３００℃）で加熱されて循環する。
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１は、（３）水素ガスが噴射されることで回転するタービンを備える駆動装置を具備する。
【００５４】
また、本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１は、（４）水素ガスが噴射されることで回転翼が回転して発電する気流発電器を具備する。気流発電器１４の回転翼の稼働軸に連動したオルタネーターが、閉サイクル方式で発電して、駆動また一部は蓄電池１９を充電する。
【００５５】
加温蒸気１６は、結露するので最下部にキャッチパン１７をセットし、ドレントラップ１７から排出回収する。余剰プロセス蒸気は還流してもよい。
この装置（システム）は、基本的なものなので、例えば、後記するようなものに利用できる他、災害用・自家発電・車・船舶・電車・潜水艦・宇宙航行等にも広く応用できる。
【００５６】
＜＜マイクロ波励起水中プラズマ加熱装置＞＞
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１では、上記水素ガス加熱装置１２が、マイクロ波等を利用して加熱するものであることが好ましい。
図２に従って、水素ガス加熱装置１２の特に好ましい態様である、マイクロ波励起水中プラズマ加熱装置１２ａの態様と特徴について以下に説明する。
【００５７】
０：マイクロ波は、蓄電池１９からの電気で初期駆動する。
１：超臨界の水素ガスで回転翼を高速で回転する構成であり、内燃機関や圧縮装置を使用せず構造がシンプルであり、メンテナンスが容易であり静粛である。
２：水素は燃焼させず、閉サイクル方式で循環使用であり燃料ではない。高圧タンクは不要で安全であり、水素ガスは必要時に触媒（金属等）を投入すれば発生し、外せば発生は止まる。
３：水中プラズマの触媒は永久使用の触媒である。
４：排気ガスはゼロであり室内で発電ができる。また、空気（酸素）は不要であり非大気空間で使用できる。
５：Ｉ  ＰＯＷＥＲ無機発熱ボードも半永久使用可能である。
６：マイクロ波の起動を停止すれば発電は止まるので、電力必要時に起動すればよい。マイクロ波出力は１００〜２００Ｗで十分である。
【００５８】
＜スクロール型エンジン駆動・発電装置＞
図３に、本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１の応用例として、スクロール型エンジン駆動・発電装置０２について示す。該スクロール型エンジン駆動・発電装置０２は、スクロール型エンジン３２で駆動及び／又は発電する装置であり、圧縮膨張スクロール型エンジン駆動・発電を利用し、自家発電、自動車等に適用される。
水素ガス生成器１１から順次発生する水素ガスは、常温で臨界点に達している。この水素ガス又は水素混合気体を、密閉された一時的貯留タンク１３から噴射し、スクロール型エンジン３２として、固定翼の中心部近傍の吸入ポート３４から流入させると、可動翼間で圧縮されて高圧となり膨張し、中心部の回転軸を回転させ駆動させることができる。
【００５９】
膨張した水素ガスは、排気ポート３５へ移動し元の温度に戻り、排出口から循環パイプ３６へ還流する。該水素ガスは、再びスクロール型エンジン３２の中心部に戻り、圧縮高圧化し、繰り返し閉サイクル運転をする。圧力は約８ＭＰａが好ましい。
閉サイクル運転であり、基本的に燃料が不要である。この回転軸から駆動と発電が可能である。
【００６０】
自動車の場合は、アクセルペダルによる水素ガスの流量調整で、スピードを制御でき、アクセルを離すとエンジンブレーキがかかる。
スクロール型エンジン３２で発電するため、「自家発電自動車」と言える。
水素ガスは、搭載した水から前述した化学反応で生成させて、連続した圧縮工程で駆動するので、圧縮液化水素ガスを搭載する必要なく極めて安全である。
【００６１】
＜圧縮ロータリー型エンジン駆動・発電装置＞
図４に、本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１の応用例として、圧縮ロータリー型エンジン駆動・発電装置０３について示す。
吸入ポート３４に、臨界点に達している常温水素ガスが吸入され、密閉された一時的貯留タンク１３で高圧化し、圧力調整弁から圧縮ロータリー型エンジン４１の内部に噴射され、図４の（３）で圧縮されて、（４）で更に高圧高温となり、体膨張圧で回転し、排気ポート３５から排気される工程（３）で、圧縮ロータリー型エンジン４１が駆動する。
【００６２】
通常のロータリーエンジンの圧縮比は７〜８であり、水素ガスは超臨界流体状態の１０気圧以上である。膨張が完了した工程（３）の水素は、温度が低下し排気ポート３５から出て、循環して循環パイプ３６から再び吸入ポート３４に戻り、繰り返し閉サイクル駆動・発電をする。
【００６３】
この圧縮ロータリー型エンジン駆動・発電装置は、通常の化石燃料の燃焼とは全く異なるエンジン駆動方式を用いており、温暖化対策・大気汚染対策・資源の削減に最適な環境技術である。通常のディーゼルエンジンやレシプロエンジンでも、少しの改良を加えれば本考案を行うことができる。しかし、水素ガス固有の金属脆化があるために、水素ガス９５容量％：炭酸ガス５容量％の混合気体とするか、又は、機器類はセラミック溶射で製造することが好ましい。
【００６４】
＜１軸タービンエンジン駆動・発電装置＞
図５に、本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１の応用例として、（非大気）１軸閉サイクルタービン５３、１軸タービンエンジン駆動・発電装置０４について示す。
水素ガス生成器１１から、密閉された一時的貯留タンク１３内部に、余熱用の水素ガス（の混合気体）を充填する。水素ガス加熱装置１２（太陽光・廃棄熱・蒸気利用加熱装置１２ｂ及びマイクロ波励起水中プラズマ加熱装置１２ａ）で加温された水素ガス（の混合気体）は、一時的に滞留することで圧力が増し、圧力調整弁３１でコントロールされて、超臨界流体として噴射孔から１軸閉サイクルタービンの圧縮側に噴射される。
マイクロ波励起水中プラズマ加熱装置１２ａには、気体加熱チューブが具備されており、太陽光・廃棄熱・蒸気利用加熱装置１２ｂには、水素ガス加温２層タンクが具備されている。
【００６５】
噴射圧縮された戻りガスは、主タービン側に噴射され、駆動力が向上する。１軸（閉サイクル）タービン５３から排気されるガスは、熱交換器５５を経て再びマイクロ波励起水中プラズマ加熱装置１２ａに戻り、再び加温され滞留し、高圧状態で圧縮機に戻り、駆動させ繰り返すサイクルとなる。
【００６６】
１軸タービン軸に連動する気流発電器５４、駆動モーター５６（発電機可）を駆動する。温度は約１００℃、圧力は約２０ＭＰａ〜約３５ＭＰａである。
熱媒体として水素単独又は水素ガス／炭酸ガスの混合ガスの特性を最大限に活かすと、低温でも閉サイクル発電が行える。
様々な廃棄熱や自然エネルギーである太陽光、地熱海洋温度差等無駄に捨てられている排熱を回収できる。
【００６７】
＜動力機関（自動車（新ハイブリッド車））＞
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１は、自動車、船舶等の動力機関に利用（搭載）できる。
図６に、本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１の応用例として、自動車（例えば、新ハイブリッド車）０５に適用した場合を示す。
【００６８】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１を利用した新ハイブリッド車０５は、駆動モーター推進力と発電機能の両立が図られている。
１：発進時はモーター６５のみで駆動する。モーター６５は、交流同期モーターで３相交流が好ましい。
２：閉サイクル主動力とした低速走行時は、閉サイクルエンジン０２、０３は、動力分割機構６４で２系統に分割する。一方は、発電機を駆動させて発電する経路でモーターを駆動し、もう一方は、車輪を、ギア変速機６６を介して直接駆動回転させる。
３：加速時は、２つのパワーで加速する。「エンジンの駆動力と蓄電池１９からのパワー」と「高出力のモーターの駆動力」を加えることで、レスポンスの良い滑らかな動力性能を発揮し、加速性能を向上させる。
４：減速時や制動時は、車輪と駆動軸６７がモーター６５に作用して、高出力モーター（パワーコントロールユット６３）を発電機として作動させ、車の制動エネルギーをより多くの電力に変換し、高効率の回生ブレーキとして作用し、その回収した電力は蓄電池１９を充電する。
【００６９】
発電出力：８０ＫＷ以上、最大トルク：３０．５ｋｇｆ／ｍが可能である。
上記パワーコントロールユニット（ＰＵ）６３は、直流・交流を変換し電源電圧を調整機能があり、インバータ・可変電圧システム・ＤＣ／ＤＣコンバーター内蔵されているものが好ましい。
上記動力分割機構６４は、エンジンの動力を遊星歯車機構において、多種の歯車によってドライブトレーンと発電機に連動していることが好ましい。
上記回生ブレーキとは、モーターは電気を流すことで回転するが、逆に外部からの駆動力で回転させると発電機として電力を発生するものを言う。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本考案の水素流体閉サイクル駆動・発電装置０１は、閉サイクルであり、環境に負荷をかけず、危険性も低いため、駆動力を必要とするあらゆる分野、及び、電気を必要とするあらゆる分野に広く利用されるものである。
【符号の説明】
【００７１】
＜主に図１に使用されている符号＞
０１  ：水素流体閉サイクル駆動・発電装置
１１  ：水素ガス生成器
１２  ：水素ガス加熱装置
１２ａ：マイクロ波励起水中プラズマ加熱装置
１２ｂ：太陽光・廃棄熱・蒸気利用加熱装置
１３  ：一時的貯留タンク（密閉容器）
１４  ：気流発電器
１５  ：給水タンク
１６  ：加温蒸気
１７  ：キャッチパン・ドレントラップ
１８  ：プロセス蒸気
１９  ：蓄電池
【００７２】
＜主に図３と図４に使用されている符号＞
０２  ：スクロール型エンジン駆動・発電装置
０３  ：圧縮ロータリー型エンジン駆動・発電装置
１１  ：水素ガス生成器
１３  ：一時的貯留タンク（密閉容器）
１４  ：気流発電器
３１  ：水素ガス（又はその混合ガス）圧力調整弁
３２  ：スクロール型エンジン
３３  ：エンジン軸
３４  ：吸入ポート
３５  ：排気ポート
３６  ：循環パイプ
３７  ：気流発電器
４１  ：圧縮ロータリー型エンジン
【００７３】
＜主に図５に使用されている符号＞
０４  ：１軸タービンエンジン駆動・発電装置
１２ａ：マイクロ波励起水中プラズマ加熱装置
１２ｂ：太陽光・廃棄熱・蒸気利用加熱装置
１４  ：気流発電器
３６  ：循環パイプ
５１  ：炭酸ガス
５３  ：１軸圧縮機・タービン
５５  ：１次排気
５６  ：予備熱交換器
５７  ：駆動モーター
５８  ：水・定量ポンプ
５９  ：蒸気
【００７４】
＜主に図６に使用されている符号＞
０１  ：水素流体閉サイクル駆動・発電装置
０２  ：スクロール型エンジン駆動・発電装置
０３  ：圧縮ロータリー型エンジン
０５  ：自動車（ハイブリッド車）
１４  ：気流発電器
１９  ：蓄電池
５７  ：駆動モーター（交流同期モーター３相交流）
６３  ：パワーコントロールユット
６４  ：動力分割機構
６６  ：ギア変速機
６７  ：車輪と駆動軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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