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特表2024-507082内燃エンジン用の酸素および燃料供給システム

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-16

(54)【発明の名称】内燃エンジン用の酸素および燃料供給システム

(51)【国際特許分類】

F02M 25/10 20060101AFI20240208BHJP

F02M 25/12 20060101ALI20240208BHJP

F02M 27/02 20060101ALI20240208BHJP

F02M 33/00 20060101ALI20240208BHJP

F02D 21/02 20060101ALI20240208BHJP

F01N 3/00 20060101ALI20240208BHJP

B01D 53/22 20060101ALI20240208BHJP

B01D 69/08 20060101ALI20240208BHJP

B01D 69/00 20060101ALI20240208BHJP

B01D 71/02 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

F02M25/10 A

F02M25/12 A

F02M25/10 Z

F02M27/02 Z

F02M25/10 B

F02M33/00 C

F02D21/02

F01N3/00 Z

B01D53/22

B01D69/08

B01D69/00

B01D71/02 500

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023546180

(86)(22)【出願日】2022-02-08

(85)【翻訳文提出日】2023-07-28

(86)【国際出願番号】 ES2022000004

(87)【国際公開番号】W WO2022167707

(87)【国際公開日】2022-08-11

(31)【優先権主張番号】U202100050

(32)【優先日】2021-02-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】ES

(31)【優先権主張番号】U202100060

(32)【優先日】2021-02-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】ES

(31)【優先権主張番号】U202200046

(32)【優先日】2022-02-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】ES

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523287492

【氏名又は名称】ムニョスサイス，マニュエル

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人ＨＡＲＡＫＥＮＺＯＷＯＲＬＤＰＡＴＥＮＴ＆ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】ムニョスサイス，マニュエル

【テーマコード（参考）】

3G091

3G092

4D006

【Ｆターム（参考）】

3G091HB01

3G092AB09

3G092AB18

3G092FA15

3G092FA24

4D006GA41

4D006HA02

4D006HA18

4D006HA42

4D006HA61

4D006JA04Z

4D006JA25C

4D006KA02

4D006KA64

4D006KB14

4D006MA01

4D006MA03

4D006MA06

4D006MA22

4D006MA31

4D006MC05

4D006PA01

4D006PB17

4D006PB62

4D006PB63

4D006PB64

4D006PB65

4D006PC71

4D006PC80

(57)【要約】

エンジン用の酸素供給業者、パティキュレートフィルター、ナノフィルターを使用した酸素発生器、加圧酸素ボンベおよび空気圧縮機、Ｏ₂ローディングメディア、または交換可能なシリンダー、シリンダーまたはタンクまたはホースによるＡｒと混合されたＯ₂で構成される、内燃機関用の酸素供給システム、空気からＯ₂を分離し、燃焼エンジンの吸引または吸引、または電気モーターによって駆動されるポンプまたはコンプレッサーの吸引またはインパルスによって、または燃焼エンジン自体によって機械的に分離を行うナノ分子膜フィルターの補完的な手段。分離または得られたＯ₂の保存媒体;プロセッサまたはＥＣＵ(エンジンコントロールユニット)エンジンコントロールユニットによって可変燃料/Ｏ₂混合物を制御する手段。そして燃料として:合成燃料、炭化水素、アルコールまたは水素。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジン用の酸素および燃料供給業者、パティキュレートフィルター、ナノフィルターを使用した酸素発生器、加圧酸素ボンベ、および空気圧縮機で構成される、内燃機関用の酸素供給システム。
-交換可能なボトル、シリンダー、またはタンクを使用して、Ｏ₂、またはＡｒと混合されたＯ₂をロードする手段。
-ホースでＯ₂、またはＡｒと混合されたＯ₂を再充電する手段。
-微粒子プレフィルターによる媒体のろ過;
-空気からＯ₂を分離し、燃焼エンジンの吸引または吸引による分離、または電気モーターによって駆動されるポンプまたはコンプレッサーの吸引またはインパルス、または燃焼エンジン自体によって機械的に分離を行うナノ分子膜フィルターの補完的な手段。
-分離または得られたＯ₂の保存媒体;
-プロセッサまたはＥＣＵ(エンジンコントロールユニット)エンジンコントロールユニットによって可変燃料混合物/Ｏ₂を制御する手段。
-プロセッサまたはＥＣＵ(エンジンコントロールユニット)エンジンコントロールユニットによって可変空気/Ｏ₂混合気を制御する手段。
-排気ガスからのＣＯ₂の圧縮および貯蔵の手段。
-ＣＯ₂排出手段
-エンジン燃料に混合されたＣＯ₂を、一度処理して燃料に変換する手段。
-可変燃料制御手段:合成燃料、炭化水素、アルコールまたは水素、
-燃料と酸化剤を運ぶバーまたはジョイントを備えた車両で輸送されるトレーラーは、ダクトと結合され、
-陸上道路の戦略的な場所に配置され、酸素、水素、およびオプションで生物学的または合成燃料をボトルまたはシリンダーに積み込んだ配電車両、およびホースによる加圧ガスまたは液化ガスの形でこれらの元素の供給者またはディスペンサー、エンジンに流体を適用するための車両設備を追加します。

【請求項2】

前記酸素ボンベは、前記エンジン酸化剤の全部または部分的な動力を提供する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記フィルターが中空糸膜、Ｏ₂分離器および窒素捕捉剤である請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記フィルターは、壁が３．５Åの細孔を有する中空糸膜モジュールからなる請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記フィルターは、内径が３．５Åである横方向に付着したナノチューブの群である請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記膜がグラフェンまたは酸化グラフェンの層からなる請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

膜は、０．５～１０，０００ｎｍの厚さを有し、１つまたは複数の原子層によって形成され、そこに複数の細孔または穿孔が作られる、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記膜は電解堆積によって得られ、電流を流して前記金属が堆積される請求項６に記載のシステム。

【請求項9】

前記膜は化学堆積によって得られ、化学反応により前記金属が還元され、堆積されることを特徴とする、請求項６に記載のシステム。

【請求項10】

請求項６に記載のシステムであって、前記膜は、真空メタライゼーションによる蒸着によって得られます。

【請求項11】

請求項６に記載のシステムであって、膜これらはエレクトロスプレーによって得られます。

【請求項12】

前記膜は、波長１８５ｎｍおよび２５４ｎｍのＵＶ光を印加することにより穿孔されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。

【請求項13】

前記膜は、連続的なレーザービームまたは超短フラッシュを印加することによって穿孔される、請求項６に記載のシステム。

【請求項14】

膜が０．３５ｎｍを有する穿孔または孔であるからである請求項６に記載のシステム。

【請求項15】

前記膜は、同一平面内で互いに横方向に付着した複数のナノチューブによって構成されている請求項１に記載のシステム。

【請求項16】

前記膜の原子の層が、高透過性の基板の層に支持されて支持されている請求項１に記載のシステム。

【請求項17】

請求項１に記載のシステムであって、前記フィルタは、内部に大きな孔またはスリットを有する布または繊維からなる２枚のシートによって形成された螺旋膜を有する円筒状のカバーからなる円筒状のカートリッジからなり、一方のシートに前記ナノ分子フィルタ層(６ｆ)を担持し、他方のシート(１３ａ)において、その最表面に防水フィルム(２０)を担持し、それは、大きな細孔またはスリットのディスク(１８)または繊維または布で作られたディスク(１８)と、端が詰まった大きな細孔またはスリットのシート(１３)を有する(１５Ａ)を有する。

【請求項18】

前記フィルターは、他のセパレーターと交互に配置された平坦またはらせん状の層に配置された複数の膜によって形成された平行六面体要素からなる、請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

コンプレッサー（２７）が空気を駆動することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。粒子フィルター(６ｐ)から中空糸モジュール(１７ａ)まで通過します。酸素を分離し、いくつかのダクト（３５）を通って貯蔵室（３４）の酸素に加わり、同時にプロセッサ、マイクロプロセッサによって制御される調整および通過バルブ（２６）を介してエンジン吸気システム（２２）に供給されます。またはＥＣＵ。

【請求項20】

前記空気は、前記モータによって駆動される圧縮機または電気モータで前記フィルタを通過する請求項１に記載のシステム。

【請求項21】

前記空気は、再生可能エネルギーによって駆動される圧縮機を用いて前記フィルタを通過することを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項22】

特に飛行機や電車では、燃料電池やバッテリーを動力源とする電気モーターを追加的に使用する請求項１に記載のシステム。

【請求項23】

前記空気流は、混合バルブまたは調整バルブによって制御される、請求項１に記載のシステム。

【請求項24】

印加または得られた酸素は、混合バルブまたは調整バルブによってエンジン空気と混合される、請求項１に記載のシステム。

【請求項25】

調整バルブは、プロセッサ、マイクロプロセッサまたはＥＣＵによって固定または可変の比率で空気/Ｏ₂混合物を制御する、請求項1に記載のシステム。

【請求項26】

前記エンジンは、調整弁(３６ｂ)およびＥＣＵまたはマイクロプロセッサによって制御される酸素ボンベから酸素、または酸素とアルゴンの混合物を受け取る、請求項１に記載のシステム。

【請求項27】

前記タンク(４４)からの燃料は、燃料ポンプ(４８)によって駆動され、前記ＥＣＵまたはマイクロプロセッサによって制御される、請求項１に記載のシステム。

【請求項28】

酸素およびアルゴンが、再生可能エネルギーまたはグリッドによってボトル内で取得および再充電されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。

【請求項29】

請求項１に記載のシステムであって、前記エンジンが工場等の筐体に設置される場合には、生成された窒素はボトル内に加圧されて貯蔵される。

【請求項30】

前記ＥＣＵまたはマイクロプロセッサは、エンジンから動作信号を受信し、排気ガスの速度およびタイプに応じて、燃料および酸化剤、酸素または空気を減少または増加させる、請求項１に記載のシステム。

【請求項31】

車や電車にはＯ₂を積み込み、クイックカップリングを使用してホースでＣＯ₂を排出する請求項１に記載のシステム。

【請求項32】

前記車両が飛行機である場合は垂直上昇および降下を行い、成層圏では成層反応器を使用する、請求項１に記載のシステム。

【請求項33】

前記ボトルは、前記外殻(５４)と内殻(５ａ)との間にチャンバ(５６)を有し、前記内部Ｈ₂よりも高い圧力の流体を有し、前記最外ケーシングが炎から保護されている請求項１に記載のシステム。

【請求項34】

前記シリンダーは液化ガスを運び、真空が作られる中間チャンバ(３６ｖ)を有する請求項１に記載のシステム。

【請求項35】

ボトルは交換可能であり、異なる流体のディスペンサーは、調整され保護された車両で運ばれる、請求項１に記載のシステム。

【請求項36】

請求項１に記載のシステムであって、前記車両設備は、ダクトおよび相互接続された要素によって形成され、もっぱら交換可能または詰め替え可能なボトルまたはタンク、加圧下または液体のＯ₂を酸化剤として、および合成または生物学的燃料、炭化水素、アルコールまたは水素を燃料として追加する。

【請求項37】

可撓性または関節式の機械的ジョイントで車両に取り付けられたトレーラーと、燃料または酸化剤を車両に通信および供給する設備とからなる、請求項１に記載のシステム。

【請求項38】

前記トレーラーは、陸上車両、自動車、トラックおよび列車、ならびに飛行機およびヘリコプターなどの航空機に対して有効である、請求項１に記載のシステム。

【請求項39】

燃料が水素である場合、容器は二重ケーシングを担いで、水素よりも高い圧力で希ガスまたは窒素で過加圧された中間室を作成する、請求項１に記載のシステム。

【請求項40】

前記燃料供給設備または酸化剤のダクトは、二重壁と、漏れを警告する検出器システムとを有する請求項１に記載のシステム。

【請求項41】

前記ダクトは、耐性のある波形のプラスチック保護カバーを担持している請求項１に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

内燃機関の酸化剤および燃料供給システム全般に使用されます。

【背景技術】

【0002】

現在のエンジンは化石燃料と大気を酸化剤として使用しており、酸化剤には約８０％のガスが含まれており、これらのガスが燃焼を妨げ、汚染物質、有毒物質、発がん性物質を生成します。

【発明の概要】

【0003】

［発明の目的］
シンプルなシステムを使用し（特にＯ₂ボトルまたは詰め替えのみを使用する場合）、経済的で非常に便利です。炭化水素、アルコール、グリーン水素に加えて、Ｏ₂、ガス、または液体を酸化剤として、また燃料として、ボトルまたはタンクを通して、またはホースで注入または再充填します。有毒ガスや汚染ガスを避ける。生成されたＣＯ₂はボトルやタンクに貯蔵・抽出されるか、ホースで吸引・抽出されます。Ｏ₂は単独で、または希ガスと混合して使用されますが、豊富で入手しやすいため、アルゴンのみが使用されます。

【0004】

暫定的に、現在のエンジンでは、Ｏ₂をさまざまな方法で適用して、空気を減らし、その結果、燃焼に介入するＮ₂を減らすことができます。

【0005】

高所や環境汚染の多い場所での燃焼を改善します。汚染ガスを削減または排除し、人々の健康を促進し、地球温暖化を回避します。メキシコでは、汚染による他の病気を除いて、年間約１７，０００人がこの原因で亡くなっています。

【0006】

濾過システムを使用します。場合によっては、膜に使用される層が少なく表面積が大きいため、圧力を加える必要がなく、モーターによる吸引で十分な場合があります。平らな管状シートの形、または中空糸と呼ばれるタイプの大きな表面積の膜を使用します。これも管状構造で、細孔または円筒状の穿孔を備えた多層構造であり、横方向に互いに付着した複数のナノチューブ、グラフェンフィルターまたはその他の単純な構造です。-ナノ分子要素、または校正された穿孔の有無にかかわらず複数の層を使用します。これにより、大きな圧力を必要とせずに分子の浸透と分離が容易になります。中空ポリマー繊維は、膜モジュールと呼ばれる機能ユニットにまとめてパッケージされています。膜モジュールは、炭素/ステンレス鋼、アルミニウム、またはＦＲＰ(ポリマーを含む繊維強化複合材料)で作られたシェル内の数千本の中空繊維の束で構成されています。ファイバー束の各端は、ハウジングの内部断面積を覆う樹脂本体に埋め込まれているため、供給空気がモジュール入口の開口部またはファイバーの側面に押し込まれ、酸素富化透過物が流れ込みます。生成された樹脂は、ケーシング内に配置された放射状の出口を通って周囲圧力に近い圧力で放出され、２つの樹脂本体の間でモジュールの出口に収集されます。窒素は放出されるか、収集して貯蔵されます。通常、膜モジュールは並列構成で設置され、各モジュールの出力がシステム容量に比例して寄与します。酸素の運動直径は３．４６Å、窒素の運動直径は３．６４Åです。したがって、フィルタリングには３．５Åの細孔を持つフィルターが適しています。

【0007】

再生可能エネルギーを使用して、Ｏ₂を取得、圧縮し、堆積物、タンク、ボトルに保管し、アルゴンと混合するか混合せずに使用します。

【0008】

［利点］
これにより酸素の供給が改善され、出力が大幅に向上し、大幅な節約が可能になります。経済的で、非常に便利で、適用が簡単で、再生可能エネルギーの利用が可能で、非常に環境に優しいです。

【0009】

これにより、より小さな排気量またはより少ない排気量のエンジンの使用が可能になり、現在のエンジンでは燃料が削減されます。したがって、ＣＯ₂の発生量は大幅に減少します。
エンジンからの排気ガスの一部を除去または削減します。その中で最も有害または有毒なものは、ＣＯ(一酸化炭素)、ＣＯ₂(二酸化炭素)、窒素酸化物(ＮＯ₂)、アルデヒド、二酸化硫黄、すすおよび未燃炭化水素です。後者は、有毒であることに加えて、発がん性があり、主に燃焼不良、酸素不足、過剰な窒素によって生成されます。

【0010】

それは、とりわけ、グラフェンフィルターまたは他の同様のナノ分子要素を使用し、好ましくは、高圧を使用することなく一部のガスの容易な浸透および分離を提供する、穴、細孔、スリットまたは校正されたスリットの有無にかかわらず単層または二重層である。

【0011】

ナノメートルよりも薄い、つまり人間の髪の毛の１０万分の１の薄さである安定した多孔質ナノ膜であるグラフェンの開発により、高圧を使用する必要がなく、簡単なろ過が実現されました。

【0012】

炭素原子の二次元膜であるグラフェンの２層でできており、小さな穴、細孔、スリットなどがエッチングされています。正確に定義されたサイズで、小分子を透過します。ガス状混合物をその構成部分に分離することができます。炭素原子わずか２個の厚さで、軽くて柔軟な、技術的に製造可能な最も薄い多孔質膜です。このタイプの原子厚膜では、最大の透過率に達することができます。可能な限り最速の浸透速度を可能にします。
膜が薄ければ薄いほど、透過抵抗は低くなります。

【0013】

二層グラフェンフィルムまたはメンブレンは高純度です。

【0014】

空気中の少量の一部のガスは重要ではないため、単一のナノ分子濾過で十分です（純粋な酸素は必要ありません。これは入手がより困難で高価です）。この構造により、酸素やその他のガス、水蒸気を含む直径の小さな分子の少量の通過が可能になり、窒素や、運動直径がより大きいガスや元素の通過は妨げられます。

【0015】

現在の技術では、波長１８５ｎｍと２５４ｎｍの紫外線を使用することで、直径１ナノメートル未満の細孔を実現しており、分離したいガスに応じて細孔径を段階的に変化させることができます。細孔の直径は、排除したい混合ガスの分子よりも若干小さくなります。紫外線は酸化的穿孔を生成し、モレキュラーシーブを作成します。モレキュラーシーブを２次元で作成することが不可欠です。中空糸膜およびナノチューブのクラスターも使用でき、孔径は３．５Åでなければなりません。適切なエンジン寸法と比率が達成されるまで、現在のエンジンでＯ₂と燃料を可変的に使用できます。
酸素-炭化水素、酸素-アルコール、または酸素-水素の燃焼が達成され、後者は廃棄物やＣＯ₂を汚染することなく、大都市で非常に役立ちます。(酸素と水素はアルゴンと混合できます)。ＣＯ₂は圧縮されてタンクまたはボトルに保管され、交換または排出されます。

【0016】

環境に大きな利益をもたらし、気候変動を防ぎます。このシステムだけを使用するだけで気候変動を回避することができますが、これは他のすべての既存のシステムを使用した場合には達成できません。

【0017】

爆発エンジンや一度変化した炭化水素は、電気バッテリーに比べて不便が少なく、最も経済的な乗り物であるため、元に戻すことができます。

【0018】

高圧の酸素はエンジンの働きを促進します。圧縮する必要がないため。

【0019】

この制度の利用は義務化すべきである。

【0020】

［解決すべき問題］
内燃機関では、空気を使用するときに酸素に望ましくない元素が含まれるため、酸化剤の割合が少ないため、不完全で汚染のある燃焼が発生します。特に都市部では非常に有害です。

【0021】

内燃エンジン用の酸素および燃料供給システムは、空気をＯ₂に置き換えると同時に、特に車両の燃料を削減します。これには、が含まれます。-ボトル、カーボイ、または交換可能なタンクを使用して、Ｏ₂、またはＡｒと混合したＯ₂を装填する何らかの手段。

【0022】

-ホースを使ってＯ₂、またはＡｒと混合したＯ₂を再充填する何らかの手段。

【0023】

-粒子プレフィルターを使用してメディアを濾過します。

【0024】

-空気からＯ₂を分離するナノ分子膜フィルターの補完的な手段。内燃機関の吸引または吸引、または電気モーターまたは内燃機関自体によって機械的に駆動されるポンプまたはコンプレッサーの吸引または推進によって分離を実行します。;
-分離または取得されたＯ₂の保管手段。

【0025】

-プロセッサーまたはＥＣＵ(エンジン制御ユニット)によって可変燃料/Ｏ₂混合物を制御する手段。

【0026】

-プロセッサーまたはＥＣＵ(エンジン制御ユニット)によって可変の空気/Ｏ₂混合物を制御する手段。

【0027】

-排気ガスからのＣＯ₂を圧縮および貯蔵するための手段。

【0028】

-ＣＯ₂を排出するための手段。

【0029】

-エンジン燃料に混合されたＣＯ₂が処理され、燃料に変換された後、再供給する手段。

【0030】

-可変燃料制御の何らかの手段:合成燃料、炭化水素、アルコールまたは水素、および
-陸路の戦略的な場所に配置され、酸素、水素、および必要に応じて生物燃料または合成燃料をボトルまたはキャニスターに詰めた一部の車両および一部の供給業者またはホースを介して加圧ガスまたは液化ガスの形で前記要素をディスペンサーし、車両のエンジンに流体を塗布する設備を追加します。

【0031】

Ｏ₂ボトルと空気をろ過したボトルを併用するととても便利です。いずれの場合も、Ｏ₂は、最も安価で入手が容易な希ガス(通常はアルゴン)と混合して弱めることができます。

【0032】

調整バルブは、燃料/Ｏ₂比および/または空気/Ｏ₂混合物を制御します。固定または可変、手動またはＥＣＵを通じて。

【0033】

Ｏ₂/Ｎ₂比を制御したり、Ｎ₂の量を完全に排除したりすることができます。この最後のケースでは、燃焼が強力すぎるため、新しいエンジンまたは特殊なエンジンの使用が必要になります。現在のエンジンでは、エンジンの損傷を避けるために燃料の流れを調整したり減らしたりすることもできます。新しいエンジンは、エンジンのサイズや処理できる出力に応じて、固定酸素燃料比に合わせて調整または調整する必要があります。

【0034】

グラフェンまたは酸化グラフェンの層またはシートは、他の高度に多孔性のシート、プレート、または層によって支持することができる。

【0035】

フィルター穴の直径は０．３５ｎｍです。

【0036】

多層フィルターで急速な流量が必要な場合は、ブースターまたは吸引電動ポンプを使用して小さな差圧を加える必要があります。得られた酸素を取得または貯蔵する場合には、大きなフィルターを備えた大きなチャンバーを使用することもできます。このシステムの性能は非常に高く、Ｏ₂とＮ₂の分離においてネットワークから電力を供給する場合でも役立ちます。

【0037】

膜の詰まりや粒子の付着を避けるために、空気流を定期的に逆転させるか、微粒子プレフィルターを追加します。

【0038】

空気からＯ₂をろ過する際には、Ｈｅ、Ｈ₂、ＣＯ₂、Ａｒ、水蒸気が伴いますが、空気の０．９％を占めるＡｒを除いて、これらはすべて運動直径が小さく、少量です。ガスには影響しません。非常に安価な工業用Ｏ₂が得られます。

【0039】

Ｏ₂分子の運動直径はＮ₂の分子直径よりも小さいです。酸素は窒素(７)と窒素(１４．００７ｕ)よりもそれぞれ大きい数 (８)と原子量 (１５．９９９４ｕ)を持っているという事実にもかかわらず。

【0040】

デバイスには、メンブレン、バルブ、および設置で構成されるキットを付属させることもできます。これはすでに製造されているエンジンにも当てはまります。

【0041】

最も簡単な方法は、空気取り入れ口と並列または直列にナノ分子フィルターを適用することで構成されます。部分的に酸素が増加しますが、フィルターでより良い結果が得られるまではこれで十分かもしれません。

【0042】

中空糸膜とナノチューブのクラスターも使用できます。最後の２つの場合、導管オリフィスは３．５Åでなければなりません。印加圧力が低いのか、それともモーターの吸引力が十分なのかが興味深いです。

【0043】

膜は約０．５～１０，０００ｎｍの厚さを有し、１つまたは複数の原子層によって形成され、そこに複数の細孔または穿孔が作られます。これらは、電流によって金属が析出する電解析出によって得ることができます。化学蒸着では、真空メッキによる蒸着により、化学反応により金属が還元されて蒸着されます。ピンホールは、連続または超短フラッシュレーザーを使用して実行できます。

【0044】

酸素は４つの方法で適用できます:
ａ)高圧工業用酸素または液体酸素の入ったボンベのみを使用する(ガスはアルゴンと混合される可能性がある)。

【0045】

ｂ)ナノ粒子フィルターを通して得られたＯ₂に、コンプレッサーまたはモーターの吸引圧力と、を加えたものを使用します。

【0046】

ｃ)ナノ粒子による濾過を追加したＯ₂ボトルを使用します。

【0047】

ｄ)現在のエンジンでは、使用する空気の一部にＯ₂を混合して、減衰器または希釈器として機能させることができます。

【0048】

現在貯蔵が困難な再生可能エネルギーから得られる酸素、水素、アルゴンをボトルに充填することができます。それは再生可能エネルギーを貯蔵するための非常に便利で安価な方法となるでしょう。

【0049】

アルコールを燃料として使用すると、ＣＯ₂と水蒸気しか発生しません。Ｈ₂では、廃棄物要素として水蒸気のみが生成されます。

【0050】

場合によっては、再生可能エネルギーが使用されていない場合、多少高価になる可能性がありますが、その場合は最悪ですが、エンジン出力の向上と、健康、環境、気候に利益をもたらすという点で非常に有益です。変化。したがって、その使用が義務化される可能性があります。

【0051】

陸上の乗り物、自動車、電車など。ボトルの積み込みや交換、あるいは停車時にＯ₂を補充することができます。ボートでは濾過が望ましいです。

【0052】

重量比でガソリンは約１/３、灯油は１/２．５、エタノールは１/２で酸素と結合します。

【0053】

例:１００ｋｍあたり６リットル/時を消費する車の場合。（ガソリン５ｋｇ）は、２００～３００バールの液体Ｏ₂１５ｋｇとコンテナを運ぶ必要があります。体重増加が問題ない方。工業用酸素は非常に安価なので、コストもかかりません。５００キロメートル。同じ車には７５のＯ₂が必要です。ただし、輸送中にさらに多くのＯ₂が生成される可能性があるため、この量のボトルを運ぶ必要はありません。

【0054】

飛行機では、圧縮酸素を使用する場合、空気を圧縮する必要がなく、高い高度と速度に到達できるため、前進抵抗が非常に小さく、燃料と酸素の消費量が非常に少なくなります。電気モーターとファンで垂直に上昇し、成層圏では成層ジェットで飛行する。

【0055】

Ｏ₂も同時に生成できるので、運ぶボトルの数が少なくなります。

【0056】

電気モーターはバッテリーと燃料電池によって駆動されます。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】フィルタリングに関与する空気成分要素の順序付けされたグループの概略図を示しています。

【図2】濾過のために穴が開けられた２層の原子で構成される膜の概略図を示しています。

【図3】空気濾過用の中空糸の一部の概略斜視図および断面図を示す。

【図4】空気濾過用の中空糸部分の概略断面図を示す。

【図5】空気濾過用の中空糸膜モジュールの概略斜視図および部分断面図を示す。

【図6】互いに横方向に付着したいくつかのナノチューブによって形成された膜の一部の概略部分斜視図を示す。

【図7】図２と同様の概略図を示していますが、要素の詳細な説明が含まれています。

【図8】原子を示すグラフェン層の一部の概略部分図を示しています。

【図9】他の要素の中でもとりわけ、ナノ粒子フィルター、窒素酸素分離器に空気を供給するコンプレッサーの概略図を示しています。

【図10】酸素設備の可能な応用モードの概略図を示しています。

【図11】スパイラル膜フィルターの概略図および斜視図を示しています。

【図12】スパイラル膜フィルターの概略図および斜視図を示しています。

【図13】直方体フィルターの概略部分図および部分断面図を示しています。

【図14】たとえば工場からの動かないモーターの概略図を示しています。

【図15】本発明のシステムの変形例を備えた車両の概略平面図および部分断面図を示す。

【図16】本発明のシステムの変形例を備えた車両の概略平面図および部分断面図を示す。

【図17】本発明のシステムの変形例を備えた車両の概略平面図および部分断面図を示す。

【図18】本発明のシステムの変形例を備えた車両の概略平面図および部分断面図を示す。

【図19】本発明のシステムの変形例を備えた車両の概略平面図および部分断面図を示す。

【図20】動作モードの図を示しています。

【図21】動作モードの図を示しています。

【図22】動作モードの図を示しています。

【図23】動作モードの図を示しています。

【図24】動作モードの図を示しています。

【図25】さまざまな動作図を示しています。

【図26】さまさまざまな動作図を示しています。

【図27】さまざまな動作図を示しています。

【図28】さまざまな動作図を示しています。

【図29】水素ボトルの概略断面図を示す。

【図30】液体酸素シリンダーの概略断面図を示しています。

【図31】本発明のシステムのボトルと、酸素、水素および他の燃料（気体および液体の両方）を使用する給油システムを備えた車両を示す。

【図32】本発明のトレーラーを備えた車両の概略正面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0058】

図１は、約３．５Å以下の複数のナノ細孔を備えたナノ分子フィルター(４)によって分離された一連の要素、空気成分を、その運動直径に従って順序付けして示しています。ろ過されていない元素Ｎ₂、Ｎ₂Ｏ、ＣＯ、ＣＨ₂、Ｃ₂Ｈ_４、およびＸｅの動的直径はそれぞれ(３．６４Å、３．７１Å、３．７６Å、３．８Å、３．９Å、および３．９６Å)であり、それらはすべて、フィルターのナノ細孔。ナノフィルターの左側には、濾過された元素Ｏ₂、Ａｒ、Ｃ、Ｏ₂、ＮＯ、Ｈ₂、Ｈ₂Ｏ、Ｈｅが分離されて保管されており、その運動直径はそれぞれ(３．４６Å、３．４Å、３．３Å、３．１７Å、３．８９Å、２．６５Å)です。Åおよび２．６Å）、それらはすべてフィルターのナノ細孔の直径よりも小さいです。エンジンにとって、このグループで重要なのは酸素です。燃焼前の残りの部分は無視できる量で介入するか不活性であるためです。

【0059】

図２は、２つの原子層で形成され、レーザー光線によって細孔(５ｇ)が形成された膜または濾過篩の一部を示しています。２つ以上の原子層を使用できます。

【0060】

図３に中空糸の一部を示します。一方の端から空気に入り、Ｏ₂、ＣＯ₂、およびＨ₂Ｏを横方向および放射状に残します。膜を通過し、もう一方の端にＮ₂が残り、膜を通過できない大きな寸法になります。

【0061】

図４は、中空糸膜（３４）の一部を示す。図３に似ていますが、間にある要素を示しています。一方の端から空気に入り、Ｏ₂、ＣＯ₂、およびＨ₂Ｏを横方向および放射状に残し、膜を通過してもう一方の端から、膜を通過できないより大きな寸法のN2を残します。

【0062】

図５は、中空糸膜モジュール（３０）を示す。空気は一端から入り、Ｏ₂、ＣＯ₂、およびＨ₂Ｏは横方向および放射状に出て、膜(３５)のグループを通過し、もう一方の端から出るＮ₂は、寸法が大きいため膜を通過できません。

【0063】

図６は、互いに横方向に付着したナノチューブ（８）によって形成された濾過膜またはふるいの一部を示す。この場合、ナノチューブの内径は０．３５ｎｍであり、これを通じてフィルタリングが実行され、Ｏ₂の通過が可能になります。

【0064】

図７は、２つの原子層(１ｇ)によって形成され、レーザービームによって細孔(５ｇ)が形成された濾過膜またはふるい(６ｇ)の一部を示しています。２つ以上の原子層を使用できます。

【0065】

図８は、グラフェンのシートまたは層の一部の顕微鏡図を示しています。グラフェンの原子はセルまたは六角形のグリッドとネットワークを形成しており、隣接する原子の間隔はそれぞれ０．１４ｎｍです。したがって、前記セルの内部ギャップは０．２０～０．２５です。ｎｍ(または同等の値:２Å～２．５Å)、つまりＨｅの動的直径よりも小さい。このため、Ｏ₂の通過を可能にするナノ細孔を大きくする必要があります。

【0066】

図９は電動コンプレッサー（２７ｅ）を示しており、空気を微粒子フィルター（６ｐ）を通して中空糸モジュール（１７ａ）に送り込む。主に窒素と酸素を分離し、その他のそれほど重要ではない元素に加えて、Ｏ₂、アルゴン、ＣＯ₂、水蒸気が混合されて出てきます。窒素は産業用途に使用することも、海外に放出することもできます。粒子フィルター(６ｐ)はコンプレッサー入口に設置できます。

【0067】

図１０は、空気を粒子フィルター（６ｐ）を通して中空糸モジュール（１７ａ）に送るコンプレッサー（２７）を備えた設備を示している。酸素を分離し、ダクト(３５)を介してボトル(３６)の酸素と合流して貯蔵室(３４)に送り、同時に調整通路を通ってエンジン吸気システム(２２)に供給されます。バルブ（３８）はマイクロプロセッサ（３７）または同様のシステムによって制御されます。他のタイプのナノ分子フィルターも使用できます。(６ｐ)粒子フィルターはコンプレッサーの入口に設置できます。ボトルには酸素を単独で使用することも、アルゴンと混合して使用することもできます。

【0068】

図１１は、円筒形カバー（図示せず）からなる円筒形カートリッジ（１７）を示し、その内側には、折り畳まれて示されている螺旋膜が配置されており、２枚の別個のセパレータまたはスペーサシートによって形成されている。織られたまたは繊維でできた、好ましくはフィルタの軸に平行に配置された孔より大きい大きな孔を有するシート（１３）は、片面にナノ分子フィルタ層（６ｆ）を担持する。シート１３ａの最表面には防水フィルム２０が形成されている。空気は、図示されていない急速放出微粒子プレフィルターを通過した後、大きな孔を備えたディスク（１８）、または繊維または布地で作られたディスク（１８）を通過し、シート（１３）の隣接する端部を通って入ります。好ましくはフィルターの軸に平行に配置された大きな孔を有する布地または繊維でできており、酸素は詰まった端部（１５ａ）を通って出ることができないため、酸素はフィルター（６ｆ）を通って分離多孔性シート（６ｆ）に通過する。端部（１５）が詰まっているフィルタ（１３ａ）は、反対側の端部で、大きな孔を有するディスク（１８ａ）、または繊維または織物で作られたディスク（１８ａ）を通って詰まり、左矢印で示すようにフィルタを残す。シート（１３）の端は防水テープ、コード、または接着剤（１５、１５ａ）でシールされている。廃棄物成分を含む窒素は、図示しない導管を通って外部に吸引または押し出される。

【0069】

図１２は、円筒形カバー（図示せず）からなる円筒形カートリッジ（１７）を示し、その中に一体型スパイラル膜が配置されており、展開された状態で示されており、それらの間に取り付けられた２枚のセパレータまたはスペーサシートによって形成されている。ナノ分子フィルター層（６ｆ）。シート１３ａの最表面には防水フィルム２０が形成されている。図には示されていない微粒子プレフィルターを通過した後、空気は織られたまたは繊維で作られた大きな孔を備えたディスク(１８)を通過し、シート(１３)の隣接する端を通ってそこから入ります。遮断された（１５ａ）を通って出ることができないため、酸素はフィルタ（６ｆ）を通って分離多孔質シート（１３ａ）に達し、その端部（１５）が遮断されて反対側の端を通ってディスク（１３ａ）を通過する。（１８ａ)の大きな細孔または組織が存在し、矢印で示すようにフィルターの寸法が大きくなります。シート（１３）の端は、防水テープ、コードまたは接着剤（１５および１５ａ）でシールされる。廃棄物成分を含む窒素は、図示しない導管を通って外部に吸引または押し出される。

【0070】

図１３は、膜が交互に配置された複数の平らな多孔質シート(１３および１３ａ)で構成されている直方体状のナノフィルターを示しています。空気は、粒子プレフィルターを通過した後、多孔質結合要素を通って直方体フィルターに入り、次に多孔質シート(１３)の側面と内側半分を通過し、空気の他の部分が側端(１５ａ)であるため、強制的に送られます。酸素が矢印（１４）、中間ナノフィルター層（６ｆ）を通過した後、平行六面体フィルターの出口とともにこれらの２番目のシートの側面を通って出た後、交互シート（１３ａ）の残りの半分に酸素が通過できるように密封されています。他の側端（１５）が塞がれているため、別の多孔質結合要素を通過した後に平行六面体フィルターから離れる。シート（１３ａ）は、各対のシートの最外面に防水フィルム（２０）を備えている。この考え方は、スパイラル円筒フィルターの膜に当てはまります。

【0071】

図１１、図１２、および図１３のシステムの表面積が大きいため、より高いＯ₂/Ｎ₂分離レジームが可能になります。

【0072】

図１４は、酸素または酸素と空気の混合物を受け取る非置換型または定置式エンジン(２２ａ)を示しています。懸濁粒子プレフィルター(６ｐ)、続いてナノ分子フィルター(１７ａ)で構成される大きなフィルターセットを通過します。酸素は、逆止弁(２３)を介してエンジンに吸入することも、コンプレッサーまたはモーターポンプ(２７ａ)によって吸入して駆動することもできます。電動ポンプはフィルターの前に配置することができ、外部から空気を吸い込み、この場合密閉チャンバー内にある前記フィルターを通して空気を送り出す。ポンプは再生可能エネルギーで駆動できます。逆止弁は、吸入導管とコンプレッサーまたはモーターポンプ(２７ａ)から来る酸素との合流点にセレクターバルブを配置することによって省略できます。このセレクターバルブは、エンジンによって吸入される酸素またはモーターポンプによって駆動される酸素を選択します。

【0073】

図１５は、車両（３１）、エンジン（２２）に関する本発明の実施形態を示す。酸素はボトル（３６）から導管（３５）を通って送られる。１つまたは複数のボトルを側面または後部の領域に置きます。空気は、エンジンによって駆動されるコンプレッサー(２７)によって推進され、浮遊粒子フィルター(６ｐ)を通過し、次に表面積の大きな複数の膜または多孔シート(６)を備えたナノ分子フィルター(１７)を通過します。エンジンへの酸素供給バルブ(２６)。入口と濾過量を容易にするために、表面積が大きい両方のフィルターを、よりスペースのある車両の中央または後部領域に配置できます。ＣＯ₂はボトル(３６ｃ)に保管され、カップリング(４９ｃ)を通じて抽出されます。Ｏ₂はカップリング(４９)によって帯電されます。

【0074】

図１６は、車両（３１）、エンジン（２２）に関する本発明の実施形態を示す。酸素はボトル（３６）から導管（３５）を通って送られる。空気は、電気モーター(２８)によって駆動されるコンプレッサー(２７)によって駆動され、浮遊粒子フィルター(６ｐ)を通過し、その後、複数の細孔を備えた複数の膜またはシート(６)を備えたナノ分子フィルター(１７)によって駆動されます。大きな表面積と、エンジンに酸素を供給するためのバルブ(２６)。フィルタの導入と量を容易にするために、両方のフィルタは大型になる可能性がありますが、よりスペースのある車両の中央または後部に配置されます。それは適応されたエンジンと考えることができます。ＣＯ₂はボトル(３６ｃ)に保管され、カップリング(４９ｃ)を通じて抽出されます。Ｏ₂はコネクタまたはカップリング(４９)を介して充填されます。

【0075】

図１７は、車両(３１)とエンジン(２２)、懸濁粒子フィルター(６ｐ)、複数の大きな表面の細孔を備えた複数の膜またはシート(６)を備えたナノ分子フィルター(１７)、バルブ(２６)を示しています。エンジンに供給します。モーターは吸引によって動力を供給されます。両方のフィルターの導入と濾過量を容易にし、フィルターを大きくできるようにするために、それらは車両の中央または後部領域にも配置されます。改造されたエンジンと考えることができます。酸素もボトル(３６)から導管(３５)を通って送られます。ＣＯ₂はボトル(３６ｃ)に保管され、カップリング(４９ｃ)を通じて抽出されます。Ｏ₂は、コネクタまたはカップリング(４９)を介してホースを介して充填されます。

【0076】

図１８は車両(３１)とエンジン(２２)を示しています。空気は、電気モーター（２８）によって駆動されるコンプレッサー（２７）によって駆動され、懸濁粒子フィルター（６ｐ）を通過し、次いで中空糸膜モジュール（３０）を通過する。次に、酸素の流れがバルブ(２６)によって調整されます。生成された窒素（Ｎ₂）は保管したり、海外に送ったりすることができます。モーターは吸引によって動力を得ることができます。改造されたエンジンと考えることができます。酸素もボトル(３６)から導管(３５)を通って送られます。ＣＯ₂はボトル(３６ｃ)に保管され、カップリング(４９ｃ)を通じて抽出されます。Ｏ₂はコネクタまたはカップリング(４９)を介して充填されます。

【0077】

図１９は車両(３１)とエンジン(２２)を示しています。空気の一部は、電気モーター（２８）によって駆動されるコンプレッサー（２７）によって駆動され、懸濁粒子フィルター（６ｐ）を通過し、その後、中空糸膜モジュール（３０）を通じて酸素が得られる。得られた酸素は、混合弁(３３)を介して、流路フィルタ(３２)を通過する空気と可変的に混合される。次に、空気と酸素の混合はバルブ(２６)によって調整されます。生成された窒素（Ｎ₂）は保管したり、海外に送ったりすることができます。モーターは吸引によって動力を得ることができます。改造されたエンジンと考えることができます。酸素もボトル(３６)から導管(３５)を通って送られます。ＣＯ₂はボトル(３６ｃ)に保管され、カップリング(４９ｃ)を通じて抽出されます。Ｏ₂はコネクタ(４９)を介して充電されます。

【0078】

図２０は、火花が適用されたときの酸素による炭化水素の完全燃焼を示し、結果としてＣＯ₂、Ｎ₂、およびＨ₂Ｏが生成されます。毒性はなく、水素の場合はＣＯ₂も発生しません。

【0079】

図２１は、スパークが適用されたときの酸素による炭化水素の不完全燃焼を示しています。その結果、無毒のＣＯ₂、Ｎ₂、Ｈ₂Ｏと、非常に有毒なＣＯ、ＨＣ、ＮＯ₂が生成されます。

【0080】

図２２は、ボトル(３６)からの酸素(Ｏ₂)を酸化剤として使用し、炭化水素(ＨＣ)、水素(Ｈ₂)、またはアルコールとともに航空機、電車、自動車、船舶のエンジンで使用する様子を示しています。

【0081】

図２３は、空気をフィルター(１７ａ)で濾過して得られた酸素(Ｏ₂)を、航空機、電車、自動車のエンジンで炭化水素(ＨＣ)、水素(Ｈ₂)、またはアルコールとともに酸化剤として使用することを示しています。そしてボート。

【0082】

図２４は、ボトル(３６)からのＯ₂とフィルター(１７ａ)で空気を濾過して得られるＯ₂の使用を示しています。炭化水素(ＨＣ)、水素(Ｈ₂)、またはアルコールとともに飛行機や電車で使用される酸化剤として使用されます。車とボート.
図２５は、燃料をタンク（４４）からエンジン（２２）に送るポンプ（４８）を示す。ＥＣＵとスロットル(３８)によって制御されます。これは、Ｏ₂ボトルからエンジン(２２)までの調整バルブ(２６ｂ)も制御します。オプションで使用されるバルブ(３８ｒ)は空気量を制御します。

【0083】

図２６は、燃料をタンク(４４)からエンジン(２２)に送るポンプ(４８)を示しています。ＥＣＵとスロットル(３８)によって制御されます。また、調整バルブ(２６)を介して、コンプレッサー(２７)、粒子フィルター(６ｐ)、ナノ分子フィルター(１７ａ)で空気を濾過して得られるＯ₂、およびタンク(３４)からエンジンに送られるＯ₂を制御します。(２２).)。

【0084】

図２７は、燃料をタンク(４４)からモーター(２２)に送るポンプ(４８)を示しています。ＥＣＵとスロットル(３８)によって制御されます。これは、調整バルブ(２６ｂ)を使用して、Ｏ₂ボトルからエンジン(２２)へのＯ₂も制御します。空気が使用されない場合、排気ガスはＣＯ₂のみを運び、ＣＯ₂はコンプレッサー(２７ａ)によって圧縮され、タンク(４５)に保管されます。

【0085】

図２８は、燃料をタンク（４４）からエンジン（２２）に送るポンプ（４８）を示す。ＥＣＵとスロットル(３８)によって制御されます。また、調整バルブ(２６ｂ)でボトル(３６)からモーター(２２)へのＯ₂を制御し、バルブ(２６)でコンプレッサー(２７)、微粒子フィルター(６ｐ)によって空気を濾過することによって得られるＯ₂を制御します。）、ナノ分子フィルター（１７ａ）、およびタンク（３４）からモーター（２２）に来るフィルターである。空気が使用されない場合、排気ガスはＣＯ₂のみであり、これはコンプレッサー(２７ａ)によって圧縮されてタンク(４５)に貯蔵されるか、チャンバー(４６)内で高圧および高温で水と混合された燃料に変換されます。再生可能エネルギーは逆止弁(４７)を介して燃料回路にフィードバックされます。

【0086】

図２９は、外側カバー（５４）と内側カバー（５ａ）の間にチャンバー（５６）を有し、内部のＨ₂よりも高圧の流体が入っているボトル（３６）を示す。Ｈ₂出口は最初は手動バルブ(５７)によって制御されます。変形例では、３つのカバーまたはケーシングを使用することができ、最も内側のカバーは透過性が非常に低いポリマーで作られ、最も外側のカバーは炎から保護されます。

【0087】

図３０は、真空が作られる中間チャンバー（３６ｖ）を有する液体酸素のボトル（３６）を示す。Ｏ₂出口は最初は手動バルブ(５７)によって制御されます。このシステムは他の液化ガスにも応用可能です。

【0088】

図３１は、とりわけ水素ボトル(３６ｈ)、酸素ボトル(３６)、および排出されたＣＯ₂ボトル(３６ｃ)を運ぶトラックまたはバンを示しています。また、２つの酸素ポンプ(６６)、水素(６６ｈ)も搭載しており、ホースでＣＯ₂を抽出する可能性もあります。いずれの場合も、これらすべての要素は適切に調整され、保護されています。

【0089】

図３２は、トレーラー（１）、エレメントまたは関節式支持バー（２）、および燃料輸送ダクトおよび／または酸化剤を取り囲む波形プラスチックカバー（３）からなる本発明の実施形態を示す。

【0090】

使用済みのバルブを電磁弁に置き換えることができます。

【0091】

このボトルとホース付き詰め替えシステムは、サービスステーションで使用されるガソリン、天然ガス、その他の燃料にも有効です。ただし、使用頻度の低い燃料用に確保しておくことをお勧めします。

【0092】

アルコールと水素は図示しない設備を使用します。プレートの解釈を容易にするために、一部のバルブとセンサーも示されていません。

【0093】

化学量論比または燃焼、理想的な比率(空気/燃料、重量による)、最も効率的。ラムダ λ係数:ガソリンエンジン:１４．７、ディーゼル:１４．５、エタノール:６．７。

【0094】

ラムダプローブは、燃焼のためにシリンダーに到達する混合気が使用される燃料に対して適切であるかどうかの測定と制御を担当します。