(57)【要約】【課題】  安価で再生可能な灰分の多い可燃性粉体又は液体の燃料による発電効率向上のため、爆発燃焼を利用した発電用内燃機関を得る。【解決手段】  発電用内燃機関のシリンダーとその内側のピストンの間隙の下部を広くとり、その間隙を水で満たし、可燃性粉体又は液体を爆発燃焼さした時に発生する灰や炭化物を水の圧力で剥ぎ取り、又水の蒸気で吹き飛ばす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆発燃焼力を利用する内燃機関において、シリンダーとピストンの間に水を介在さしている発電用内燃機関。
【請求項２】
爆発燃焼室に接する部分のシリンダーとピストンの間の間隙を他の部分に比較して大きくしている請求項１記載の発電用内燃機関。
【請求項３】
爆発燃焼室に接する部分のシリンダーとピストンの間隙に水を供給する機構を有する請求項１記載の発電用内燃機関。
【請求項４】
ピストン内にコイル又は磁石を設置した請求項１記載の発電用内燃機関。
【請求項５】
ピストンにより空気を圧縮し、圧縮空気に燃料を混ぜて爆発燃室に送り込む請求項１記載の発電用内燃機関。
【請求項６】
爆発燃焼室の底部に漏斗状の排気口を有する請求項１記載の発電用内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】  本発明は灰分の多い燃料を利用することのできる発電用内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来発電用内燃機関として天然ガス、石油を利用していたが、発電効率が低く主に小規模な非常用電源として利用されていた。【０００３】  又発電用燃料として、天然ガス、石油、石炭は地球温暖化と排ガスに、原子力は安全性に、水力は利用できる場所、風力と太陽光は利用できる時間にそれぞれ問題があった。【０００４】  そこで、再生可能で安価でしかもクリーンな燃料が利用できかつ電気変換効率のより発電装置が求められていた。【０００５】  そのため日光エネルギーの貯蔵庫である植物からエタノールや油を抽出していたが、その抽出に多大なエネルギーを要し、直接植物を利用する電気変換効率のよい発電装置が求められていた。
【先行技術文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＦＡＱ粉じん爆発  日清エンジニアリング株式会社
【非特許文献２】ウイキペデア  内燃機関
【非特許文献３】電気事業連合会  でんきの情報広場
【非特許文献４】実用化進む生分解性プラスチック  工業調査会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  従来から発電効率を高めるために、燃料の爆発燃焼力とその余熱を利用していたが、安価な燃料として可燃性粉体を利用すれば、大量の灰や炭化物が発生し、発電装置を連続して運転する事ができなかった。【０００８】  そのため、安価な燃料である草木、石油を生産する藻等の乾燥粉体と空気の混合体の爆発燃焼力とその余熱を利用する発電効率の良い発電装置ができなかった。【０００９】  本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、従来は直接利用できなかった例えば、植物乾燥粉体を燃料とする内燃機関を提供し、その余熱で蒸気タービンを回わし、コンバインサイクル発電をし、発電効率を高めようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  そして本発明は上記目的を達成するために、可燃性粉体を燃焼した時に発生する灰や炭化物が内燃機関のシリンダーとピストンの間隙に詰ることを防ぐため、シリンダーとピストンの間隙に水を介在させ、潤滑剤として水を利用すると共に、爆発燃焼室に接する部分のシリンダーとピストンの間隙を他の部分より少し広くとって、その部分に水を供給している。【００１１】  そして爆発燃焼室の底部に漏斗状の排気口を設けて、爆発燃焼室の灰や炭化物を重力により除去している。
【発明の効果】
【００１２】  本発明発電用内燃機関は上記の様な形態をとっているので、可燃性粉体又は可燃性液体と空気の混合体を爆発燃焼さした爆発力でピストンを上に持ち上げ、その上部にある空気を圧縮し、その空気圧と自身の重みでピストンを下げているので、爆発燃焼力力を摩擦も少なく、又ピストンに与えた運動エネルギーも、ピストンが持ち上がる時電気エネルギーに変換され残ったエネルギーを全部空気圧エネルギーとピストン自身の位置エネルギーに変換でき、次に空気圧エネルギーとピストン自身の位置エネルギーをピストンが下がる時有効に電気エネルギーに変換できている。【００１３】  爆発燃焼室に接したピストンとシリンダーとの間隙を少しあけているので、広くあいている時に比較してシリンダー内壁に付着した灰や炭化物にかかる圧力が大きくなり剥がれやすく、又水が爆発燃焼室の壁の熱により蒸気となって、その蒸気圧により灰や炭化物が吹き飛ばされている。【００１４】  そして上記以外にあるピストンとシリンダーの間隙の水は、潤滑剤の役目をしている。【００１５】  爆発燃焼室で発生した大量の灰と炭化物は、爆発燃焼室底部にある漏斗状排気口から外部に自らの重さで取り出せている。【００１６】  太陽エネルギーを電気に変換するに、いったん太陽エネルギーを植物として蓄えているので、安価かつ簡単に太陽エネルギーを蓄えられ、必要な時に発電できている。【００１７】  植物を乾燥粉砕又は液化するだけで、燃料として利用しているので、エネルギー利用効率と燃料製造効率が向上している。又本発明内燃機関を利用した発電は、燃料の爆発燃焼力で発電し、その排ガスの余熱を利用して蒸気タービンを回す事ができ、発電効率が高くなっている。【００１８】  本発明内燃機関を使用した発電は、比較的低温で発電しているので、排気ガス中に窒素酸化物が少なく、燃料が植物であるので硫黄酸化物も少ない。又比較的小規模発電にも適しているので、都市近郊に設置でき送電ロスが少ない。又低温温水も地域暖房に有効利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  本発明内燃機関の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下本発明内燃機関の実施例を図に基づいて説明する。
【実施例】
【００２１】  図１に示すように、シリンダー１の最下部に爆発燃焼室２を設置し、シリンダー１の内部にピストン３を内蔵している。そしてピストン３内に発電用コイル４を設置してピストン３の最下部にシリンダー１とピストン３との間隙５を設け、ピストン３上部に蓄えられている水６とパイプ７で連結されている。従って水６は調節してシリンダー１とピストン３との間隙５に送られている。【００２２】  そして燃料注入管８から燃料注入管８内の弁９を開いて、可燃性粉体と圧縮された空気の混合体を爆発燃焼室２に注入し弁９を閉じる。【００２３】  そして爆発燃焼室２内にある点火装置１０にて可燃性粉体と圧縮された空気の混合体を爆発燃焼させ、その爆発力でピストン３を押し上げる。この時ピストン３内の発電用コイル４にシリンダー１の外部にある磁石１１により電流が発生する。【００２４】  同時に、シリンダー１上部にある空気溜室１２にある空気は圧縮されて排気管１３に送られて連結している燃料注入管８に圧縮空気として送られる。その時点で排気管１３の弁１４を閉じる。【００２５】  次に空気溜室１２にある圧縮空気とピストン自身の重さで、ピストン３は押し下げられる。この時空気溜室１２にある圧縮空気圧により水６はパイプ７にて調節されて、シリンダー１とピストン３との間隙５に送られる。【００２６】  この時シリンダー１内壁に付着している灰や炭化物を水の圧力で剥がし、熱せられたシリンダー１にて発生した蒸気で吹き飛ばしているので、異物の付着していないシリンダー１内壁を水を潤滑剤としてピストン３は下降する。【００２７】  このピストン３の下降時に発生した電気量を調節して、ピストン３を爆発燃焼室２の燃料注入管８の弁９上部の定位置に軟着陸さしている。そして空気溜室１２にある吸気管１５から外気を吸入して吸気管１５内の弁１６を閉じる。【００２８】  ピストン３が押し下がる事により爆発燃焼室２内の灰や炭化物が混った排気ガスはは、排気管１６より外に導びかれ、残りの排気ガスは、排気管１３に連なる空気注入管１７からの圧縮空気により排気管１６から排気され、空気注入管１７の弁１８を閉じ、次いで排気管１６の弁１９を閉じる。
この作業を繰り返すことにより連続して発電している。【００２９】  植物の粉体に灰の成分のカリウムをコーテングすると、カリウムが触媒となり着火しやすいため、植物の粉体に灰をコーテングした燃料を使用した実施例がある。
【産業上の利用可能性】
【００３０】  本発明は、植物から製造した可燃性粉体を利用した火力発電に利用できる。
【符号の説明】
【００３１】１    シリンダー
２    爆発燃焼室
３    ピストン
４    発電用コイル
５    間隙
６    水
７    パイプ
８    燃料注入管
９，１４，１８，１９  弁
１０  点火装置
１１  磁石
１２  空気溜室
１３，１６  排気管
１５  吸気管
１７  空気注入管
【図１】
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