JP2005539170A5 - - Google Patents

Claims (14)

1. 少なくとも１つのピストン（２、３）と、少なくとも１つの吸気ポート（１１、１３）及び少なくとも１つの排気ポート（１０、１２）を備える少なくとも１つの燃焼室（６、７）と、吸気弁及び排気弁（１４、１５、１６、１７）であって、その内の少なくとも１つの吸気弁または少なくとも１つの排気弁が制御可能である吸気弁及び排気弁と、燃料及び酸素を含有する媒質を前記燃焼室（６、７）へと供給する手段（１８、１９）とを備えるフリーピストンエンジン（１）と、
   前記ピストン（２、３）と電磁的な方法で直接的または間接的に相互作用するよう設けられ、ピストンの動きから電気エネルギーを生成し、かつ電気エネルギーを用いてピストンの動きに影響を与える電気機械（９）と、
   前記フリーピストンエンジン（１）及び前記電気機械（９）を制御する制御装置（３０）とを備えるエネルギー変換器において、
   前記エネルギー変換器が、その必要な負荷に関する情報を前記制御装置（３０）に提供するよう設けられ、前記エネルギー変換器はまた、該エネルギー変換器に必要な負荷に応じて前記電気機械（９）からの電力出力を適合させるよう設けられることを特徴とする、エネルギー変換器。
2. 前記制御装置（３０）が、前記電気機械（９）及び少なくとも１つの前記弁（１４、１５、１６、１７）を前記燃焼室（６、７）の燃焼サイクルよりも著しく短い時間内に制御するよう設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換器。
3. 前記燃焼室（６、７）が少なくとも１つの燃料噴射器（１８、１９）を備えることを特徴とする、前記のいずれかの請求項に記載のエネルギー変換器。
4. 前記フリーピストンエンジン（１）が圧縮点火燃焼原理用に設けられることを特徴とする、前記のいずれかの請求項に記載のエネルギー変換器。
5. 前記燃焼室（６、７）が少なくとも１つのスパークプラグを備えることを特徴とする、前記のいずれかの請求項に記載のエネルギー変換器。
6. 前記エネルギー変換器が車両の推進または電力プラントのアプリケーションに用いられることを特徴とする、前記のいずれかの請求項に記載のエネルギー変換器。
7. 前記電力出力を前記必要な負荷に応じて適合させるために、前記制御装置（３０）が、
   １ストローク当たりの燃料量、
   １ストローク当たりの空気量、
   圧縮、または
   時間単位当たりのストローク数、つまり運転周波数、
   という運転パラメータの少なくとも１つを制御するよう適合されていることを特徴とする、前記のいずれかの請求項に記載のエネルギー変換器。
8. 前記制御装置（３０）が、チャージ圧力を制御することによって前記周波数を制御するよう適合されていることを特徴とする、請求項７に記載のエネルギー変換器。
9. エネルギー変換器の運転方法であって、前記エネルギー変換器が、
   少なくとも１つのピストン（２、３）と、少なくとも１つの吸気ポート（１１、１３）及び少なくとも１つの排気ポート（１０、１２）を備える少なくとも１つの燃焼室（６、７）と、吸気弁及び排気弁（１４、１５、１６、１７）であって、その内の少なくとも１つの吸気弁または少なくとも１つの排気弁が制御可能である吸気弁及び排気弁と、燃料及び酸素を含有する媒質を前記燃焼室（６、７）へと供給する手段（１８、１９）とを備えるフリーピストンエンジン（１）と、
   前記ピストン（２、３）と電磁的な方法で直接的または間接的に相互作用するよう設けられ、ピストンの動きから電気エネルギーを生成し、かつ電気エネルギーを用いてピストンの動きに影響を与える電気機械（９）と、
   前記フリーピストンエンジン（１）及び前記電気機械（９）を制御する制御装置（３０）と、
   前記フリーピストンエンジン（１）及び前記電気機械（９）を制御する制御装置とを備える、方法において、
   前記制御装置（３０）にその必要な負荷に関する情報を提供することと、
   前記電気機械（９）からの電力出力を、該エネルギー変換器に必要な負荷に応じて適合させることを特徴とする、方法。
10. 前記電力出力が、１ストローク当たりの燃料量及び／または１ストローク当たりの酸素含有媒質量を変化させることによって制御されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記フリーピストンエンジンがチャージコンプレッサ（２４）を有し、前記電力出力が前記チャージ圧力を変化させることによって制御されることを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記電力出力が、異なる燃焼モードを選択することによって制御されることを特徴とする、請求項９〜１１に記載の方法。
13. 前記異なる燃焼モードが、断続モード、好ましくは１サイクル運転、２ストロークモード、４ストロークモード、及び６ストロークモードを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. エネルギー変換器を起動する方法であって、前記エネルギー変換器が、
    少なくとも１つのピストン（２、３）と、少なくとも１つの吸気ポート（１１、１３）及び少なくとも１つの排気ポート（１０、１２）を備える少なくとも１つの燃焼室（６、７）と、吸気弁及び排気弁（１４、１５、１６、１７）であって、その内の少なくとも１つの吸気弁または少なくとも１つの排気弁が制御可能である吸気弁及び排気弁と、燃料及び酸素を含有する媒質を前記燃焼室（６、７）へと供給する手段（１８、１９）とを備えるフリーピストンエンジン（１）と、
    前記ピストン（２、３）と電磁的な方法で直接的または間接的に相互作用するよう設けられ、ピストンの動きから電気エネルギーを生成し、かつ電気エネルギーを用いてピストンの動きに影響を与える電気機械（９）と、
    前記フリーピストンエンジン（１）及び前記電気機械（９）を制御する制御装置（３０）と、
    前記電気機械（９）と電気的に接続されるコンデンサ（４３）とを備える方法において、
    前記方法が、前記エネルギー変換器が前記ピストン（２、３）の１ストローク内に始動するのに十分な電力を提供可能にする電気エネルギーを前記コンデンサ（４３）内に貯蔵することを含む、方法。