JP2016505766A

JP2016505766A - 電流を発生させるための燃焼によってもたらされる光が送られる太陽電池パネルのシステムを備えたエンジン

Info

Publication number: JP2016505766A
Application number: JP2015552150A
Authority: JP
Inventors: ダッラヴァッレ，フランチェスコ
Original assignee: ダッラヴァッレ，フランチェスコ
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2016-02-25
Also published as: WO2014114999A1; EP2943673A1; US20150318814A1; CN104903565B; CN104903565A; ITFI20130007A1; EP2943673B1; KR20150107731A

Abstract

本発明は、燃焼室（５０）を形成する少なくともシリンダー（１）を含むエンジンに関する。本発明によると、燃焼室（５０）において起こる燃焼の結果としてもたらされる光が当たることになるように配設された少なくとも光起電性表面（６０）が予見される。特に、使用時に、前記燃焼室（５０）内で起こる前記燃焼の結果として放出される光によって照射されるように、前記燃焼室（５０）を通過する少なくとも光ファイバー（１０）が予見される。この解決法によると、光起電力パネル（６０）は、前記光ファイバー（１０）がシリンダーから出る際に搬送する光によって照射されるように燃焼室の外部に配設される。【選択図】図４

Description

本発明は、内燃エンジンに関連する技術分野に関する。

特に、本発明は、燃焼中にエンジン内に起こる爆発からの可視光線の回復を可能にする革新的な技術に関する。

一般に自動車、スクーターなどの車両用内燃エンジンは長く知られている。内燃エンジンの動作原理は非常に単純で、２つの等容の熱力学的段階および２つの断熱の熱力学的段階を予見する理論的な「オットー」サイクルに基づく。

非常に模式的な方法で、内燃エンジンは、空気燃料混合物のための吸気口、燃焼残渣のための排気口、および、燃焼室においてスパークを引き起こすスパークプラグを有するシリンダーによって形成される燃焼室を予見する。従って、燃焼室は、上方がシリンダーの壁によって範囲が定められ、下方がシリンダー内に摺動するように取り付けられるピストンによって範囲が定められ、さらには、反対端が回転軸に連結するピストン棒に連結される。シリンダー内のピストンの交互の動きは、介在するピストン棒によって起こる動きの伝達によって、回転軸の回転に変換される。ピストンの交互の動きによって、ピストン棒による回転軸の回転が引き起こされる。

サイクルは、下記の段階を予見する。
−シリンダー内に噴射された混合物の圧縮。この段階は、外部との熱交換のない第１の断熱的段階である。
−次いで、顕著な圧力の上昇を引き起こす一定容積の等容の変換で、スパークプラグによってもたらされるスパークから爆発が生じる。
−その後、シリンダーが底部の方へ並進することでピストン棒を作動させることになり、断熱膨張が生じる。
−シリンダーは最初の位置に戻ることで、燃焼ガスを排出する。
−新しい空気燃料混合物の噴射後新しい爆発が生じることで、サイクルが再び行われる。

当然ながら、これは基本的な動作サイクルであるが、内燃エンジン全てのベースとなっている。

技術的現状では、エネルギーの節約、ひいてはエネルギーの回復を可能にする技術が存在する。当然ながら、その全てが燃料の節約になり、ひいては、環境面を向上させ、使用者にかかる費用の低減となる。

これらの技術のうちの１つは、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１には、車両の前部に配置され、エンジンに運動学的に連結されるファンが記載されている。このように、エンジンによって車両が進む間、ファンには空気の流れが当たり、エンジン自体を助ける働きをして進入するため、消費量を減らす。

それにもかかわらず、この解決法は、何とかしてエンジンと共同しなければならない機械的構造の一体化を必要とするため、機械的視点からすると、とりわけ複雑である。さらに、例を挙げると、「補助」エンジンの生産は車両の動きに、そして、その速度につながる。エンジンをオンにするが、車両は静止するか速度を落として動く場合、エネルギーを得ることはできない。

他の代替的解決法は、既に市場に存在する。例えば、従来の内燃エンジンと電気エンジンとを並置する。いくつかの車両において、電気エンジンは、たとえ短い経路であっても内燃エンジンの代わりとなる。それにもかかわらず、電気エンジンは定期的な再充電を必要とし、その再充電は、暗に電流の生成を示していることは明確である。その意味で、何よりも、電流の生成はほとんどの場合環境面で悪影響を及ぼすことは周知であるため、その全てを負担すべき費用として最終使用者に反映し続けている。

国際公開第２０１０／０６１２４３号パンフレット

従って、本発明の目的は、少なくとも部分的に前記技術的不都合点を解決する、エンジン、および、関連するエンジン用シリンダーを提供することである。

特に、本発明の目的は、かなりの消費量を低減させ、それによって費用の低減および公害の低減がもたらされる、エンジン、および、関連するエンジン用シリンダーを提供することである。

従って、これらの目的および他の目的は、請求項１に記載されるように、本発明のエンジン用シリンダーによって達せられる。

このようなシリンダー（１）は燃焼室（５０）を形成し、本発明によると、このような燃焼室（５０）の内部に起こる燃焼の結果としてもたらされる光による照射が生じるように配設された、少なくとも光起電性表面（６０）がさらに予見される。

この解決法によって前記技術的問題点は全て容易に解決される。

特に、太陽電池パネルを使用することによって、電流を生成するために燃焼によって放出された光を利用することができる。このような太陽電池パネルがないと、その光は使用されないことになり、序文の背景技術で論じたように、電気エネルギーの生成は、複雑な機械的システムまたは再充電システムによって生成されることになり、使用者にかかる費用が大きくなる。

それとは違って、この解決法は、単純かつ経済的な方法で、エンジン内でその通常使用時に起こる燃焼によって発生した光を単に利用し、かつ、この光が、特定の光起電力パネルによって精確に吸収されるようにすることによって、電流の生成を可能にする。

従って、静止しているか移動しているかという事実とは無関係に、車両の点火に応じて電流が生成される。

そして、その電流は、特定の電池に蓄電可能であり、または、オルタネータまたはさらには補助電気エンジンなど、車両に存在する電気装置への供給に使用可能である。

有利には、使用時に、前記燃焼の結果として放出される光によって照射されるように、前記燃焼室（５０）を通過する少なくとも光ファイバー（１０）を予見することができる。この場合、さらに、前記光起電力パネル（６０）は、前記光ファイバー（１０）がシリンダーから出る際に搬送する光によって照射されるように、燃焼室の外部に配設される。

有利には、光ファイバー（１０）が燃焼室（５０）に進入し、かつ、シリンダー（１）から出る際に通る、当該シリンダー内の通過穴（２）を予見することができる。

有利には、燃焼室（５０）からシリンダー（１）を通り抜けるように配設された透明なコンジット（１１）を予見することができる。光ファイバーは前記コンジット（１１）内を通る。

有利には、前記コンジット（１１）は通過穴（２）を通して配置可能である。

有利には、通過穴（２）をねじ切りすることができ、コンジット（１１）の外面は、コンジット（１１）を通過穴（２）に螺合することができるように、相補的にねじ切りされている。

有利には、本発明の変形では、少なくとも光起電性表面を、燃焼室（５０）内に直接配設することもできる。

有利には、記載した解決法全てにおいて、熱に強い透明材料の層、好ましくは、ガラスれんがによって、光起電性表面を保護することができる。

有利には、光起電性表面（６０）は、電流を生成し、外部の電気装置（７０）に連結するのに適切である。

有利には、２つの光起電性表面（６０’、６０’’）および前記２つの表面（６０’、６０’’）間に介在させた透明材料の層（２００）において、結果として前記２つの光起電性表面（６０’、６０’’）間に含まれるように、光ファイバーが前記層（２００）を通り抜けることを予見することができる。

ここでは、上述したシリンダーのタイプを予見するエンジンについても説明する。

特に、燃焼室（５０）を形成する少なくともシリンダー（１）を含むエンジンについて説明する。この場合、燃焼室（５０）内で起こる燃焼の結果としてもたらされる光による照射が生じるように配設された少なくとも光起電性表面（６０）が予見される。

有利には、使用時に前記燃焼の結果として放出される光によって照射されるように、前記燃焼室（５０）を通過する少なくとも光ファイバー（１０）が予見される。この場合、さらに、前記光起電力パネル（６０）は、前記光ファイバー（１０）がシリンダーから出る際に搬送する光によって照射されるように、燃焼室の外部に配設される。

有利には、光ファイバー（１０）が燃焼室（５０）に進入し、かつ、シリンダーから出る際に通る、シリンダー（１）内の通過穴（２）を予見することができる。

有利には、光起電性表面を、燃焼室（５０）内に直接配設することができる。

有利には、熱に強い透明材料の層、好ましくは、ガラスれんがによって、少なくとも１つの光起電性表面を保護することができる。

有利には、２つの光起電性表面（６０’、６０’’）および前記２つの表面（６０’、６０’’）間に介在させた透明材料の層（２００）において、結果として前記２つの光起電性表面（６０’、６０’’）間に含まれるように、光ファイバーが前記層（２００）を通過することも予見することができる。

本発明のさらなる特徴および利点は、下記のような添付の図面を参照して、限定ではなく例示としての以下のいくつかの実施形態の説明によって明らかとなるであろう。

内部にピストン６が摺動するように配置され、かつ、光ファイバーのための通過穴を備えたシリンダー１を概略的に示す図である。並置されたより多くのシリンダーの組立平面図であって、光ファイバーがそのそれぞれを通り抜けることを示す図である。透明タイプの封じ込め用コンジット１１の内部を通る光ファイバー１０の詳細図である。スパークを点火させ、結果として急速燃焼が生じることで、燃焼室５０を通過する光ファイバーによって捕獲される光が解放される点火段階を図式化した図である。車両に設置された太陽電池パネル６０に連結される光ファイバーを示し、その生成される電流は、例えば、オルタネータの作動、および、内燃エンジンの助けとなる電気エンジンの作動といった、車両における多くの用途に対して使用可能であることを示す図である。重ね合わされた２つのパネルにおいて、中を光ファイバーが通る透明材料の層を介在させることによる最終の建設的解決法を示す図である。

図１は、本発明による内燃エンジンのシリンダーを示す。

シリンダー１は、その内部に燃焼室５０を形成し、燃焼室５０の内部において、ピストン棒７にヒンジ連結されたピストン６が摺動するように配設されている。ピストン６の交互に摺動する動きによってピストン棒が作動し、それによってこの交互の動きは、ピストン棒自体が連結されることになる軸に対して回転する動きに変換される。

図１は、単に明瞭にする目的で、ピストン６、ピストン棒７、および、シリンダーの範囲を定め、かつ、それに対してピストン６が摺動する壁を細い点線で示す。

常に図１には、空気燃料混合物のための吸気口４（ＩＮ）、および、燃焼ガスの排出のための排気口３（ＯＵＴ）が示されている。そして、技術水準において周知であるように、点火を引き起こすスパークプラグ５が示されている。

本発明によると、図１は、光ファイバー１０が部分間を通ることができるようにする、シリンダー内の通過用開口部２を示す。

当該開口部は、ピストンが動作サイクル中に達しない位置にある上死点より上に配置される。

図３に示されるように、光ファイバーがシリンダーを通過する際の封じ込めの役割を果たすコンジット１１が予見される。

コンジット１１は任意の形状を有することができるが、好ましくは、円筒タイプとすることができる。

コンジットは、光には透明であり、内燃エンジン用のシリンダー内部の温度に耐性があるといった材料によって具現される。

これらの目的にとって適当と思われる材料は、例えば、ガラスれんがとすることができる。

従って、コンジット１１は、通過穴２内で螺合し、さらには相補的にねじ切りされるように、雄ねじとして与えられる。

通過用穴２は、当然ながら、シリンダーの反対部分から、コンジット１１を出ることができる、従って、光ファイバーが通る第２の穴と共に軸に配置される。

図２の平面図は、３つのシリンダー１の組立体、および、シリンダー内の部分間を通り、光ファイバーが内部を通るコンジット１１を十分に強調している。

そして、図５に図式化されるように、光ファイバーは、光起電力パネル６０のシステムと連通して、搬送する光を当該システムに照射することとする。

その意味で、光ファイバーは、シリンダー内部の燃焼によってもたらされた光を搬送して、当該光を、適当な太陽電池パネルのシステムに対して外部で用いられるようにする物理チャネルである。

太陽電池パネルは技術水準において周知であり、光によって照射されると電流を生成する光電池によって構成される。

技術水準において周知であるため、太陽電池パネルについて、ここではさらに詳細に説明しない。

システムによって生成される電流は、当該システムが設置される車両の内部における多くの目的にとって有用である可能性がある。

例えば、図５は、各内燃サイクルで光起電力パネルによって生成される電流が供給され、従って、さらには内燃エンジンの助けとして、または、予備の電気エンジンとして使用可能な電気エンジン７０の図式化を示す。

代替的には、例えば、生成された電流を電池に蓄えて、その後再使用するかオルタネータに供給することができる。

本発明の構造的な説明を進めると、図６は、本発明の好ましい実施形態を示す。

この場合、上方の光起電力パネル６０’および下方の光起電力パネル６０’’が予見される。前記２つの光起電力パネル間に、光ファイバー１００を通らせることができる、透明材料の層２００を介在させることが予見される。

介在させた層２００は、例えば、ガラスセラミック、または、プレキシガラスタイプの透明材料のものとすることができる。

この解決法は、２つの対向する光起電性表面が容易に照射されるため、搬送される光がほぼ完全に使用されるという利点を有する。

光ファイバーからの横方向に向けられる横方向の損失を無くし、かつ、これらの横方向の光束を再びパネルの方へ向けるように、鏡など、高度に反射させる材料の外郭枠を予見することができる。このように、パネルによる光の吸収を最大化させる。

車両内の任意の都合の良い箇所に光起電性表面を位置付けることができる。

例えば、図６の解決法は、エンジンルームが精確に配設されている車両のボンネット下の設置に非常に適している。

図４を参照すると、使用中、以下のように機能している。

本図は、光には透明な材料のコンジット１１によって形成されたチャネルを、光ファイバーが通過する状態を示す。コンジット１１は、軸の穴２を通してシリンダーの部分間を通る。

エンジンが機能するサイクル毎に、すなわち、スパークプラグからスパーク１００が引き起こされることでその結果として急速燃焼が起こるたびに、光ファイバーは、爆発から発生した光によって照射され、この光を、光起電性表面（複数可）に搬送し、その結果、当該光起電性表面を照射する。

さらには、光起電性表面は、最も変化に富んだ目的に対しても使用可能な電流を生成することができることになる。

限定ではなく単なる例として、いくつかの例を下記に述べる。

４．０００回転／分の領域で動作する四気筒エンジンは、光起電性表面に搬送されかつ光起電性表面を照射する１６．０００光束／分を生成する。使用されるエンジンおよび光起電力パネルのサイズに基づくと、膨大な量のエネルギーを生成することができることは明らかである。

変形では、コンジット１１は、シリンダーと一体化可能であるが、螺合による解決法は、メンテナンスおよび定期的な清掃双方の際に容易に分解できるといった利点を有する。汚れによる残渣は、コンジット自体をくすませる可能性があるため、光ファイバー自体に当たる光量を低減させる。コンジット１１はまた、機械的干渉によって挿入可能である。

本発明のさらなる変形では、内部温度に対する耐性を有することができるタイプのファイバーを選択可能な場合、コンジット１１の助けがなくても、光ファイバーを通らせることができる。

本発明のさらなる変形では、燃焼室における光起電性表面の直接的な応用を予見することができる。例えば、燃焼室を形成する壁において直接的に光起電力マイクロパネルを応用することができる。代替的には、燃焼室の内壁に対して応用される光起電性ワニスを使用することができる。これらの解決法は、例えば、ガラスれんがといった透明の層でパネルを保護して、高温にもかかわらずパネルの一体化を維持することを要すると考えられる。

この解決法は、光ファイバーの使用を必要しないという利点を有するが、光起電力パネルの清掃操作が極めて複雑になることは明らかであり、この操作は、光の吸収面が常に最大限であることを徹底させるために必ず必要とされるものである。この解決法は、可能ではあるが、エンジンのシリンダーの定期的な分解を必要とすると考えられる。さらに、燃焼室のサイズは最小に抑えられ、従って、配置することができる内部の光起電性表面も現実的に最小に抑えられる。

それとは違って、光ファイバーによる解決法は、従来のシリンダーによって形成された燃焼室の制限されたサイズにもはや縛られない光起電性表面の具現を可能にするだけでなく、適所にパネルを配置して清掃の際容易に出し入れできるようにする。

とりわけ、内燃エンジンに関して本発明を説明してきたが、説明した内燃エンジン内におけるようなスパークプラグによって必ずしも引き起こされるわけではない急速燃焼が起こるエンジン全てに対しても、本発明が一様に応用可能となることは明らかである。

その意味で、例えば、スパークプラグによって発生するスパークを通してではなく、むしろ、ピストンが燃焼室の内部の空気ディーゼル油混合物を圧縮することによる圧力の高い値によって急速燃焼に至るディーゼルエンジンに対して、同じ技術を問題なく応用することができる。

この技術は、燃焼、ゆえに、光の放出（従って、ＬＰＧまたはメタンも）による急速燃焼が起こるシリンダーを有するいずれのタイプのエンジンにも適していることは、明らかである。

先に特定のエンジンに取り付けられた、記載される単気筒を生産および販売することができること、すなわち、記載されるような前記シリンダーを既に有するエンジンの一体的な具現化が可能であることは、明らかである。

Claims

燃焼室（５０）を形成する、エンジン用のシリンダー（１）であって、
前記燃焼室（５０）において起こる燃焼の結果としてもたらされる光による照射が生じるように配設された、少なくとも光起電性表面（６０）が予見されることを特徴とする、シリンダー（１）。
使用時に、前記燃焼の結果として放出される光によって照射されるように、前記燃焼室（５０）を通過する少なくとも光ファイバー（１０）が予見され、さらに、前記光起電力パネル（６０）は、前記光ファイバー（１０）が前記シリンダーから出る際に搬送する光によって照射されるように、前記燃焼室の外部に配設される、請求項１に記載のシリンダー。
前記光ファイバー（１０）が前記燃焼室（５０）に進入し、かつ、前記シリンダーから出る際に通る、前記シリンダー（１）内の通過穴（２）が予見される、請求項１または２に記載のシリンダー。
前記燃焼室（５０）から前記シリンダー（１）を通り抜けるように配設された透明なコンジット（１１）が予見され、前記光ファイバーは前記コンジット（１１）内を通る、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のシリンダー。
前記コンジット（１１）は前記通過穴（２）を通して配置される、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のシリンダー。
前記通過穴（２）はねじ切りされ、前記コンジット（１１）の外面は、前記コンジット（１１）を前記通過穴（２）に螺合することができるように、相補的にねじ切りされている、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のシリンダー。
前記少なくとも１つの光起電性表面は、前記燃焼室（５０）内に直接配設される、請求項１に記載のシリンダー。
前記少なくとも光起電力室は、熱に強い透明材料の層、好ましくは、ガラスれんがによって保護される、請求項１または７に記載のシリンダー。
前記光起電性表面（６０）は、電流を生成し、外部の電気装置（７０）に連結するのに適切である、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のシリンダー。
２つの光起電性表面（６０’、６０’’）および前記２つの表面（６０’、６０’’）間に介在させた透明材料の層（２００）において、結果として前記２つの光起電性表面（６０’、６０’’）間に含まれるように、前記光ファイバーが前記層（２００）を通過することが予見される、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載のシリンダー。
燃焼室（５０）を形成する少なくともシリンダー（１）を含むエンジンであって、
前記燃焼室（５０）内で起こる燃焼の結果としてもたらされる光による照射が生じるように配設された少なくとも光起電性表面（６０）が予見されることを特徴とする、エンジン。
使用時に、前記燃焼の結果として放出される光によって照射されるように、前記燃焼室（５０）を通過する少なくとも光ファイバー（１０）が予見され、さらに、前記光起電力パネル（６０）は、前記光ファイバー（１０）が前記シリンダーから出る際に搬送する光によって照射されるように前記燃焼室の外部に配設される、請求項１１に記載のエンジン。
前記光ファイバー（１０）が前記燃焼室（５０）に進入し、かつ、前記シリンダーから出る際に通る、前記シリンダー（１）内の通過穴（２）が予見される、請求項１１または１２に記載のエンジン。
前記燃焼室（５０）から前記シリンダー（１）を通り抜けるように配設された透明なコンジット（１１）が予見され、前記光ファイバーは前記コンジット（１１）内を通る、請求項１１〜１３のうちいずれか一項に記載のエンジン。
前記コンジット（１１）は前記通過穴（２）を通して配置される、請求項１１〜１４のうちいずれか一項に記載のエンジン。
前記通過穴（２）はねじ切りされ、前記コンジット（１１）の外面は、前記コンジット（１１）を前記通過穴（２）に螺合することができるように、相補的にねじ切りされている、請求項１１〜１５のうちいずれか一項に記載のエンジン。
前記少なくとも光起電性表面は、前記燃焼室（５０）内に直接配設される、請求項１１に記載のエンジン。
前記少なくとも１つの光起電性表面は、熱に強い透明材料の層、好ましくは、ガラスれんがによって保護される、請求項１１または１７に記載のエンジン。
前記光起電性表面（６０）は、電流を生成し、外部の電気装置（７０）に連結するのに適切である、請求項１１〜１８のうちいずれか一項に記載のエンジン。
２つの光起電性表面（６０’、６０’’）および前記２つの表面（６０’、６０’’）間に介在させた透明材料の層（２００）において、結果として前記２つの光起電性表面（６０’、６０’’）間に含まれるように、前記光ファイバーが前記層（２００）を通過することが予見される、請求項１１〜１９のうちいずれか一項に記載のエンジン。