JP2011094629A - 圧縮空気および/または追加のエネルギおよびその熱力学的サイクルを伴う能動モノ−エネルギおよび/またはバイ−エネルギチャンバを有するエンジン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このエンジンには、作用容量部19を経て高圧貯蔵溜め部に収容されている圧縮空気が供給される。作用容量部は、バイ−エネルギ態様において、追加のエネルギにより供給される空気を加熱するための装置を備えている。能動膨張チャンバは、通路12によってエンジンピストン1の上方の空間に連結されたシリンダ内で摺動する可変の容積または充填ピストンよりなる。加圧空気は、最も小さい容積を有する膨張チャンバに流入され、容積を増大し、次いで膨張チャンバは、エンジンシリンダ2の膨張中、最大の容積に保たれて、エンジンピストンをその下方ストロークに戻し、それ自身の仕事を生じる。排気中、2つのピストン1、13は、新たなサイクルを再開するために上方ストロークで移動し、同時に上死点に達する。
【選択図】図1
Description
WO97/48884号 WO98/12062号 WO98/15440号
WO98/32963号 WO99/37885号
これらの発明の実施のために、発明者は、また、参照されるべきであるその特許出願WO99/63206号で、ピストンを上死点で停止させることができるエンジンピストン移動制御装置および方法を開示しており、また、参照されるべきである特許出願WO99/20881号に述べられている方法は、モノ−エネルギまたはバイ−エネルギおよび2つまたは3つの作動モードによるこれらのピストンの作動に関している。
1号を登録した。
膨張チャンバは、仕事を生じるための手段を備えた可変容積室よりなり、そして永久通路によって主エンジンピストンの上方に設けられた空間に接触状態で接続されており、
ピストンが上死点で停止されると、所定の圧力下の空気またはガスが、最も小さい容積であるときの膨張チャンバに流入され、この空気の推力下で、仕事を生じることにより膨張チャンバの容積を増大し、
膨張チャンバは、その最大の容積のすぐ近くに維持され、次いで、収容された圧縮空気が、膨張してエンジンシリンダに入り、かくして仕事を供給することによりエンジンピストンをその移動路に沿って下方に押し下げ、
エンジンピストンは、排気行程中に上昇し、膨張チャンバ内の可変容積は、その最も小さい容積に戻されて完全な仕事サイクルを再開始する、
ことを特徴としている。
仕事無しの等温膨張と、
移送−準等温膨張として知られる仕事を伴う僅かな膨張と、
仕事を伴うポリトローブ膨張と、
常圧での排気と
よりなる。
等温膨張と、
温度上昇と、
移送−準等温膨張として知られる仕事を伴う僅かな膨張と、
仕事を伴うポリトローブ膨張と、
常圧での排気と
よりなる。
エンジンピストンが上死点で停止されると、能動チャンバへ装入物を流入させて能動チャンバの容積を増大することにより仕事を生じる行程、
エンジンピストンの膨張移動中、膨張チャンバの実際の容積である所定の容積に維持する行程、
エンジンピストンの排気行程中、サイクルを更新することができるように能動チャンバをその最小の容積に再生する行程
を行なうのに使用されるあらゆる機械的、油圧式、電気的または他の装置が、前記本発明の原理を変えることなしに使用されてもよい。
モノ−エネルギ圧縮空気
バイ−エネルギ圧縮空気プラス補足エネルギ
補足燃料エネルギでのモノ−エネルギ
のモードを有している。
Claims (20)
- シリンダ(2)内で摺動する少なくとも1つのピストン(1)を具備しており、このピストンは、上死点で停止するための装置により制御され、前記シリンダには、作用容量部(19)において作用圧力と呼ばれる平均圧力まで低減される貯蔵溜め部(22)に収容された高圧の圧縮空気または任意の他のガスが、好ましくは動圧力低減弁を通して供給される、能動チャンバエンジンにおいて、
膨張チャンバが、仕事を生じるための手段を備えた可変容積室よりなり、そして永久通路(12)によって主エンジンピストンの上方に設けられた空間に接触状態で接続されており、
ピストンが上死点で停止されると、所定の圧力下の空気またはガスが、最も小さい容積のときの膨張チャンバに流入され、所定の圧力下のこの空気の推力により、仕事を生じることにより膨張チャンバの容積を増大し、
膨張チャンバは、その最大の容積のすぐ近くに維持され、次いで、収容された圧縮空気が、膨張してエンジンシリンダに入り、かくして仕事を供給することによりエンジンピストンをその移動路に沿って下方に押し下げ、
排気行程中でのエンジンピストンの上方への移動に従って、膨張チャンバ内の可変容積は、その最も小さい容積に戻されて完全な仕事サイクルを再開始する、
ことを特徴とする能動チャンバエンジン。 - エンジンピストンのサイクルに対する能動チャンバの仕事サイクルは、
エンジンピストンが上死点で停止されると、能動チャンバへの装入物の流入が能動チャンバの容積を増大することにより仕事を生じ、
エンジンピストンの膨張移動中、膨張チャンバの実際の容積である所定容積に維持され、
エンジンピストンの排気行程中、サイクルを更新することができるように、能動チャンバをその最小の容積に復帰させるように、
3つの行程よりなることを特徴とする請求項1に記載の能動チャンバエンジン。 - 圧縮空気モノ−エネルギモードにおける作動熱力学的サイクルは、高圧圧縮空気貯蔵溜め部と作用容量部との間で行なわれるエネルギ保存を伴う仕事無しの等温膨張と、その後の、仕事を伴う準等温膨張として知られる圧力シリンダにおける非常に僅かな膨張を伴う移送と、次に、エンジンシリンダにおける仕事を伴うポリトローブ膨張と、最後に、大気圧での排気とを特徴としており、すなわち、4つの行程は、
仕事無しの等温膨張と、
移送−準等温膨張として知られる仕事を伴う僅かな膨張と、
仕事を伴うポリトローブ膨張と、
常圧での排気と
であることを特徴とする請求項1もしくは2に記載の能動チャンバエンジン。 - 前記作用容量部(19)は、化石燃料または他の燃料により生じられる補足エネルギで圧縮空気を加熱するための装置を備えており、この装置は、これを通る空気の温度および/または圧力を高めることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 圧縮空気は、直接にその中の化石燃料または生物学的燃料の燃焼により加熱され、この場合、エンジンは、外内燃型のものであると言われることを特徴とする請求項4に記載の能動チャンバエンジン。
- 前記作用容量部に収容された圧縮空気は、熱交換器における化石燃料または生物学的燃料の燃焼により加熱され、炎は圧縮空気と直接接触しなく、この場合、外−内燃型のもの
であると言われることを特徴とする請求項4に記載の能動チャンバエンジン。 - 熱ヒータが、蒸発器に収容された試薬流体の蒸発よる変態に基づいた、例えば、反応器に収容された固形試薬、例えば、化学反応が熱を生じ、反応が終了すると、蒸発器において償われるガス状アンモニウムの吸収を引起こす反応器の加熱により再生されることができる塩化カルシウム、塩化マンガンまたは塩化バリウムなどのような塩と反応する液状アンモニウムまたはガスの蒸発による変態に基づいた熱化学的ガス−液体反応方法を使用することを特徴とする請求項4ないし6のいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 補足エネルギを有するバイ−エネルギモードで作用する熱力学的サイクルは、化石エネルギによる空気の加熱による温度上昇により作用容量部において行なわれるエネルギ保存を伴う仕事無しの等温膨張と、仕事を伴う準等温膨張として知られる非常に僅かな膨張と、エンジンシリンダにおける仕事を伴うポリトローブ膨張と、最後に大気圧で排気とを特徴としており、5つの次々の行程、すなわち、
等温膨張と、
温度上昇と、
移送−準等温膨張として知られる仕事を伴う僅かな膨張と、
仕事を伴うポリトローブ膨張と、
常圧での排気と
を表していることを特徴とする請求項4ないし7のいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。 - エンジンのトルクおよび速度は、作用容量部内の圧力を制御することにより制御されることを特徴とする前記すべての請求項のうちのいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 補足エネルギを有するバイ−エネルギモードにおける作動中、電子コンピュータが、圧縮空気の圧力に応じて、従って前記作用容量部に導入された空気の質量に応じて使用されるエネルギの量を制御することを特徴とする前記すべての請求項のうちのいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 能動チャンバの容積は、シリンダ(13)内で摺動する圧力ピストンと呼ばれ、連結ロッド(15)により古来の駆動シーケンスに応じてエンジン(9)のクランクに連結されたピストン(14)で構成されていることを特徴とする前記すべての請求項のうちのいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 圧力ピストン(14)の移動は、チャンバの容積として選択された容積が達成されると、エンジンピストン(1)の下方移動中、圧力ピストン(14)がその下方移動を終了し、そしてエンジンピストンがその上死点に達するのとほぼ同時にその上死点に達するようにその上方移動を開始するように定められることを特徴とする請求項11に記載の能動チャンバエンジン。
- 使用中に補足エネルギによるエンジンの自発的作動を可能にするために、および/または圧縮空気貯蔵溜め部(22)が空になると、本発明による能動チャンバエンジンは、コンプレッサ(27)に連結されて圧縮空気を高圧圧縮空気貯蔵溜め部(22)に供給することを特徴とする前記すべての請求項のいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 前記エアコンプレッサ(27)は、作用容量部(19)に直接供給し、この場合、エンジンは、コンプレッサ(27)の圧力を制御することにより制御され、高圧圧縮空気貯蔵溜め部と作用容量部との間の動圧力低減弁(21)は、遮断されたままであることを特徴とする請求項13に記載の能動チャンバエンジン。
- 前記連結されたエアコンプレッサ(27)は、貯蔵溜め部(22)および作用容量部(19)に共同で同時に或いは次々に供給することを特徴とする請求項13または14に記載の能動チャンバエンジン。
- 作用容量部(19)が連結されたエアコンプレッサ(27)によってのみ供給され、高圧圧縮空気貯蔵溜め部が完全に省かれる、化石燃料(または他の燃料)によるモノ−エネルギ作動を特徴とする前記すべての請求項のいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 膨張後の排気が連結されたエアコンプレッサの入口に再循環されることを特徴とする請求項6および請求項13ないし16のいずれか1に記載の能動チャンバエンジン。
- 圧縮空気モノ−エネルギモードで作動する能動チャンバエンジンにおいて、エンジンは、シリンダのサイズを増大する多数の膨張行程を有しており、各行程は、本発明による能動チャンバを有し、先の行程からの排気空気を加熱するために、各行程間に熱交換器が位置決めされていることを特徴とする前記すべての請求項のうちのいずれか1つの項に記載の能動チャンバエンジン。
- バイ−エネルギモードで作動する能動チャンバエンジンにおいて、各行程間に位置決めされた熱交換器は、細くエネルギで作動する加熱装置を備えていることを特徴とする請求項18に記載の能動チャンバエンジン。
- 熱交換器および加熱装置は、同じエネルギ源を使用している多行程装置に一緒に或いは別々に組み合わされていることを請求項18もしくは19に記載の能動チャンバエンジン。
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