JP2011511904A5

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Publication number: JP2011511904A5
Application number: JP2010546397A
Authority: JP
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2029-02-13

Claims

チャンバと、
前記チャンバ内で燃焼させて前記チャンバの圧力を上昇させるために、前記チャンバに可燃性混合物の構成成分を導入させる吸入弁装置と、
前記圧力上昇の影響下で、前記チャンバのエネルギ出力として前記チャンバから流出液を放出させる排出弁装置と、
前記チャンバに加熱した液体を選択的に導入する入力弁装置と、
前記入力弁装置に加熱した液体を供給する供給システムと、を備え、
前記入力弁装置は、前記可燃性混合物の燃焼が起こる前記チャンバの領域に前記加熱した液体を導入して、前記チャンバ内で燃焼する水素を与える水素分離過程を促進するように構成されている内燃機関。
前記水素分離過程は、前記加熱した液体の少なくとも一部の解離から構成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
請求項１または請求項２に記載の内燃機関において、
前記供給システムは、前記加熱した液体を蒸気として供給する。
請求項３に記載の内燃機関において、
前記供給システムは、前記加熱した液体を水蒸気として供給する。
請求項１から請求項４の何れか一項に記載の内燃機関において、
前記供給システムは、
前記液体を前記チャンバ内の前記領域に導入するときに、水蒸気改質を促進するために所定量の水素含有化合物を前記液体に加える装置を備え、
前記水蒸気改質では、前記チャンバ内で燃焼させる水素を、前記水素含有化合物から分離させる。
請求項５に記載の内燃機関において、
前記供給システムには、前記水素含有化合物から水素を放出させる触媒が設けられている。
請求項１から請求項６のうちの何れか一項に記載の内燃機関は、
前記チャンバ内での水蒸気改質を促進するために、前記可燃性混合物が燃料リッチになるように前記吸入弁装置を制御する制御装置を備え、
前記水蒸気改質では、前記チャンバ内で燃焼させる水素を提供するために、前記燃料から水素を分離させる。
請求項１から請求項７のうちの何れか一項に記載の内燃機関は、
前記チャンバから燃焼生成物を受ける排気システムを備え、
前記供給システムは、前記液体を、前記排気システムを流れる燃焼生成物からの熱に曝して、前記加熱される液体を、前記燃焼生成物からの熱により少なくとも部分的に加熱させる。
請求項８に記載の内燃機関において、
前記供給システムは、前記液体が流れる管路を備え、
前記管路は、前記燃焼生成物が前記管路の表面を流れるように、前記排気システムを貫いて延びている。
請求項１から請求項９の何れか一項に記載の内燃機関は、
前記液体を前記チャンバに導入する第２入力弁装置と、
前記第２入力弁装置の制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記チャンバに導入させた前記液体が前記可燃性混合物の少なくとも１つの構成成分を圧縮するように、前記第２入力弁装置を制御する。
請求項１０に記載の内燃機関は、
前記可燃性混合物の前記少なくとも１つの構成成分の圧縮完了後、前記液体が前記チャンバに導入されるように前記入力弁装置を制御する制御装置を備える。
請求項１１に記載の内燃機関において、
前記制御装置は、前記チャンバ内での前記可燃性混合物の燃焼開始に続いて、前記液体が前記チャンバに供給されるように前記入力弁装置を制御する。
請求項１から請求項１２のうちの何れか一項に記載の内燃機関は、
前記チャンバ内の状態を示す信号を与える少なくとも１つの光学センサを備え、
前記吸入弁装置と前記入力弁装置のうちの少なくとも一方の制御は、前記少なくとも１つの光学センサからの前記信号に少なくとも部分的に基づいて行われる。
請求項１３に記載の内燃機関において、
前記少なくとも１つの光学センサは、少なくとも１つの光学温度センサから構成される。
請求項１から請求項１４のうちの何れか一項に記載の内燃機関は、
前記チャンバからの前記液体の流出を受ける出力貯蔵装置を備え、
前記入力弁装置は、前記出力貯蔵装置からの前記液体の供給のために、前記出力貯蔵装置に接続されている。
請求項１５に記載の内燃機関において、
前記出力貯蔵装置は、前記液体が、液体のない状態に維持される領域を通って前記出力貯蔵装置に流入するように構成されている。
請求項１から請求項１６のうちの何れか一項に記載の内燃機関において、
前記チャンバ内には、前記チャンバの中央線の周りで前記液体流出のための流路が画成されており、
前記流路は、前記流路の下流方向に、略等しいままで保持されるまたは減少する断面積を有している。
内燃機関を操作する方法であって、前記方法は、
前記チャンバのエネルギ出力として前記チャンバから液体を吐き出させるための圧力上昇をもたらすために、チャンバ内で可燃性混合物を燃焼させるステップと、
前記可燃性混合物の燃焼中に、前記チャンバ内で燃焼する水素を与える水素分離過程を促進するために、前記可燃性混合物の燃焼が起こる前記チャンバの領域に加熱した液体を供給するステップと、を備えて構成される。
請求項１８に記載の内燃機関を操作する方法において、
前記水素分離過程は、前記加熱した液体の少なくとも一部の解離から構成される。
請求項１８または請求項１９に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記チャンバ内での前記可燃性混合物の少なくとも１つの構成成分の圧縮に続いて、前記加熱した液体を供給するステップを備える。
請求項２０に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記加熱した液体が燃焼している可燃性混合物中に供給されるように、前記可燃性混合物の燃焼開始に続いて、加熱した液体を供給するステップを備える。
請求項１８から請求項２１の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法において、前記加熱された液体は蒸気から構成される。
請求項２２に記載の内燃機関を操作する方法において、
前記加熱された水蒸気は、過熱蒸気から構成される。
請求項１８から請求項２３の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記加熱した液体を、前記内燃機関により出力される排気ガスからの熱伝達により加熱するステップを備える。
請求項１８から請求項２４の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記液体の流出を、出力貯蔵装置の液体のない状態に維持される貯蔵領域を通過させて、出力貯蔵装置で受けるステップを備える。
請求項２５に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記液体の少なくとも一部を、前記出力貯蔵装置から供給するステップを備える。
請求項１８から請求項２６の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記チャンバ内の状態の光学的表示度数を取得するステップと、
前記加熱した液体の供給を、少なくとも部分的に前記光学的表示度数に基づいて制御するステップと、を備える、
請求項１８から請求項２７の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記可燃性混合物の燃焼中に前記水素含有化合物の少なくとも一部の水蒸気改質を促進することによって、水素含有化合物から水素を分離して、この水素を前記可燃性混合物中で燃焼させることによって、前記液体の解離のための熱を提供するために、前記チャンバ内に水素含有化合物を供給するステップを備える。
請求項２８に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記可燃性混合物中に過剰の燃料を提供するために、燃料酸化剤比が理論混合比よりも高い前記可燃性混合物を形成することによって、前記水素含有化合物を少なくとも一部に提供するステップを備える。
請求項２８または請求項２９に記載の内燃機関を操作する方法は、
加熱された液体に、前記水素含有化合物の少なくとも一部を提供するステップを備え、
前記加熱された液体は、少なくとも水と前記水素含有化合物とから構成される。
請求項３０に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記液体を前記チャンバの上流に配置した触媒を通過させて、前記水素含有化合物から水素を放出させるステップを備える。
請求項３０または請求項３１に記載の内燃機関を操作する方法において、
前記水素含有化合物は、水素と炭素とから構成される。
請求項３０から請求項３２の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法において、
前記水素含有化合物は、可燃性化合物である。
請求項１８から請求項３３の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記可燃性混合物の燃焼中に、前記チャンバに前記加熱した液体を供給するステップを備える。
請求項１８から請求項３４の何れか一項に記載の内燃機関を操作する方法は、
前記流出する液体を、前記チャンバ内の螺旋状の内部流路に沿って流すステップを備え、前記流路は、前記流路の下流方向に、略等しいままで保持されるまたは減少する断面積を有している。
請求項１８から請求項３５に記載の何れかひとつの方法の少なくとも一部の制御を実行可能な少なくともひとつのコンピュータプログラム。
請求項３６のコンピュータプログラムの少なくとも一部を格納するデータ記憶コンポーネント。
請求項３７に記載のデータ記憶コンポーネントを備える処理装置。
請求項１８から請求項３５のうちの何れか一項に記載された方法の少なくとも一部を制御するように構成された制御装置。