JP2016526636A5 - - Google Patents

Claims (17)

1. 固定の車台集合体を有する交互内燃熱エンジンであって、
   エンジンのZ軸上に決められる中心Oのシリンダーと呼ばれる少なくとも１つの要素集合体を備え、
   ● 該シリンダーはエンジンZ軸廻りの旋回に等しく割り付けられるNが3以上の全数Nの可動連結器であり、この各可動連結器はその構成要素として少なくともピストン集合体並びに駆動・角度サイクル機構（30）を備えるとともに、
   ○
   ■ 該ピストン集合体に関して標定される滑動軸Wに従って全体的に調整されかつ全体的に凹面の面である該面が、エンジンのZ軸に垂直であるこの軸廻りに曲面をなす少なくとも一面のシリンダー（51）面と、
   ■ シリンダー（51）面の縁との交差が境界稜（53）といわれる稜線である滑動面（52）、並びに、
   ■ この滑動面（52）とを備える気密装置と、を備え、
   ○ 該駆動・角度サイクル機構（30）がエンジンのZ軸に垂直な平面P内の運動に応じて、車台集合体に関してピストン集合体を駆動させかつ位置決めを行う周期的で単調な回転を行う少なくとも１本の駆動軸（39）を備え、
   ● 該シリンダー内ではM段ピストン集合体の滑動面（52）が、隣接して取り囲まれるといわれるM段ピストン集合体の、隣接して取り囲むピストン集合体といわれるM-1段ピストン集合体のシリンダー（51）面の滑動部分（48u）と接触して滑動するとともに、第1ピストン集合体（52a）の滑動面が、N段ピストン集合体のシリンダー面（51d）の滑動部分に接触して滑動し、Mが1からNの値をとる全数であり、Nピストン集合体のシリンダー（51a、51b及び51cなど）のN面が自らと付近の該気密装置の位置にて相互間でチャンバ（35）と言われる仕事量（体積）の境界をシリンダーの中心廻りに区切り、
   ○ Nピストン集合体のN境界稜（53）が、１サイクルのあらゆる時点で、すべて、シリンダーの中心Oの両側のエンジンZ軸上に位置する上部頂点（36s）及び下部頂点（36i）にて交差し、
   ○ サイクルの途中で、チャンバ体積（35）が上死点と呼ばれるサイクルの瞬間時点で少なくとも最小値まで、また、下死点と呼ばれるサイクルの瞬間時点で少なくとも最大値まで達し、
   ○ 上死点において、チャンバ体積（35）は、燃焼部分（48v）と名付けられるN部分、Nピストン集合体のシリンダー面（51a、51b及び51cなど）により包囲され、これらの燃焼部分（48v）は滑動部分（48u）と隣り合い、
   ● 該シリンダーがサイクルの途中で排気、吸気並びにガスのチャンバ（35）内への封じ込めを確保する分配装置を備えた上に、
   該エンジンが、また、各エンジンシリンダー毎に作用する同一シリンダーと同期装置に関するエンジンZ軸廻り旋回の分配に応じて、N駆動・角度サイクル機構（30）のN駆動軸（39）のサイクルと位相の同期をとる少なくとも1つの同期装置も備えた交互内燃熱エンジン。
2. 駆動・角度サイクル機構について、サイクル回転駆動軸（39）が単一クランク軸（40）のクランク部分であり、旋回軸（4）が、エンジンZ軸の平行軸に従ってクランク軸支持フレーム（10）内を旋回するとともに、
   ● サイクル当たり１回転の連続かつ単調な回転を行い、旋回軸（4）の平行軸のクランクピン（42）がピストン集合体の駆動機構を構成することで駆動・角度サイクル機構としていることと合わせて、
   ● 該車台集合体に連結されるピストン集合体角度（方向決定）機構（3）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。
3. ピストン集合体の角度決定機構（31）が、物理的に車台集合体に結合される固定で決定される滑道（60）の軌跡の滑道（60u）と、前記滑道（60u）に沿って可動であると同時に、エンジンZ軸の平行軸に応じてピストン集合体上の滑道（62）旋回軸の旋回連結部を介して旋回する可動構成要素（61）と、の間の滑道連結部により規定される旋回軸滑道を通る運動学上の連結部であって、前記滑道軌跡（60）がエンジンZ軸に垂直な面内において曲面であり、
   可動構成要素（61）が、以下の４点、すなわち、
   ● 物理的に溝の形の滑道（60u）内を、該溝の滑道（60v）のどちらかの側面に接触する方向に従って転がり、該溝の間隔が溝車（61u）の転がりを最小の遊びに維持することで滑道（62）の旋回軸とする溝車（61u）と、
   ● 物理的に溝の形の滑道（60u）内を該溝の滑道（60v）側面に対して滑動し、該溝との隙間を一定の遊びに維持するとともにピストン集合体上の滑道（62）の旋回軸に従って旋回する滑動シュー（61v）と、
   ● 物理的に溝の形状の滑道（60u）内を該溝の滑道（60v）側面に対して転がるローラー（61x）を備える場合に該溝との隙間を最小の遊びに維持するとともに、ピストン集合体上の滑道（62）旋回軸に従って旋回する転がりシュー（61w）と、
   ● 滑道（60v）の一方だけの側面に対して一方の側にしか転がり接触を確保せずに滑動の他方の側面に対しては他方の側のみの滑動を確保するように位置決めされるローラー（61x）を備える上記2点を兼ねる滑動兼転がりシューと、により構成されるグループの一部をなしていることを特徴とする請求項２に記載の熱エンジン。
4. 各シリンダーにつき、前記分配装置が次のような別個の吸気装置と排気装置とにより構成される請求項１に記載の熱エンジン。すなわち、
   ● 各吸気又は排気装置は、少なくとも、
   ○ 車台集合体に剛で結合されて、シリンダー中心O脇のエンジンZ軸に垂直な平板面を有する吸気（20s）又は排気（20i）多岐管と、
   ○ 回転滑面（22）の駆動機構を利用したサイクル回転による回転のN分の１の平均回転速度でいずれの方向にもエンジンZ軸に従って回転駆動されると同時に、エンジンZ軸に垂直な該２平板面のうち、多岐管（20）の平板面に対して滑動する主平板面を有して、中心Oからほぼ固定した一定の距離にある平らで薄くかつエンジンZ軸に垂直な回転滑面（22）とを備え、
   ● 各吸気又は排気装置につき、多岐管（20）及び回転滑面（22）は、エンジンZ軸廻りに規則的な繰り返しの旋回で割り付けられるそれぞれ形状の確定したN弁口（21, 23）を備え、サイクルの時点に応じてそれらの弁口（21, 23）を介して多岐管（20）の回転滑面（22）通路の開閉を可能にし、
   ● 各吸気又は排気装置は、各ピストン集合体内に排気搬送部（57i）及び吸気搬送部（57s）の2ヶ所の搬送導管（57）を備え、シリンダー中心Oから最も遠ざけられるそれらの端部は、回転滑面（22）の補助面平板面上を滑動するエンジンZ軸に垂直な搬送平板部（64）といわれる平板縁を備えており、それら搬送部（57）は下死点に近い時点のサイクルの途中で決められる一定時間の間は、
   ○ 搬送部（57）の同一側では、回転滑面（22）のN弁口のうちの１ヶ所が開口して通気状態での搬送に、そして、
   ○ 搬送部（57）の反対側では、シリンダー（51）面の滑動部分（48u）上を滑動する隣接するピストン集合体滑動面（52）のこの弁口前の通過と位置決めを通じて、サイクル途中で決められるもう一方の時間の間、ピストン集合体シリンダー（51）面の滑動部分（48u）上に適切に設計されて配置される吸気弁口（56s）か、あるいは排気弁口（56i）を介するかして、チャンバ（35）との通気状態での搬送におかれる。
5. 回転滑面（22）の駆動機構が、前記回転滑面（18）の歯車及びこの歯車と、直接的に、あるいは場合によっては回転滑面（22）の前記駆動機構内に配置される移相器を用いて調整可能な位相整合を伴った中間ピニオンや、クランク軸（40）と連動した同軸の歯付きの回転滑面（17）の駆動ピニオンを介して、エンジンZ軸を回転軸として持ち、回転滑面（22）と連動する歯車の噛合であることを特徴とする請求項４に記載の熱エンジン。
6. 少なくとも一台の吸気又は排気装置が、薄くかつ平面の補助滑面を備え、固定であっても調整可能な前記追加滑面（24）は、回転滑面（22）と多岐管（20）との間に二重に挿入されエンジンZ軸に垂直な二面に従って滑動し、エンジンZ軸廻りの旋回の規則的な繰り返しで割り当てられる該角度位置や該N弁口（25）の特別な形状の変動を通じて、エンジンサイクル中に多岐管（20）搬送部（57）の通路の開及び/又は閉の瞬間を進めたり遅らせたりできることで変動可能な分配を生み出すことを特徴とする請求項４に記載の熱エンジン。
7. 吸排気装置の弁口の決定形状による分配装置はミラー・アトキンソンサイクル、すなわち、有効膨張体積（88v）が有効圧縮体積（88u）より大きい分配図表を利用することを特徴とする請求項４に記載の熱エンジン。
8. N駆動・角度サイクル機構の同期装置は、衛星輪（15）といわれるN歯付きピニオン（又は車）と噛合するエンジンZ軸の少なくとも１個の歯付き車（12）（又はピニオン）を備えるエンジンZ軸の出力軸（11）により構成され、それぞれが駆動軸（39）あるいはクランク軸（40）の素材と剛接結合されるかあるいは該素材製であるとともに同軸であることを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。
9. 出力軸（11）に同軸で反転軸（11）と言われる出力軸（11）と逆方向に回転するとともにこれを取り囲むことでエンジンZ軸に従って旋回する補助出力軸を有し、他の追加衛星輪（16）と言われるN衛星ピニオンと共に歯付きで内側に噛合する冠状ピニオン（13）を備え、それぞれ駆動軸（39）又はクランク軸（40）および同軸の素材に剛接結合されるか、あるいは該素材製であることを特徴とする請求項８に記載の熱エンジン。
10. Nピストン集合体のうちの少なくとも1個のシリンダー（51）の面は、シリンダー中心O廻りに全体的に窪んだ面内に入れられるピストン（54）面外形の滑動軸Wの直線平行運動による掃気により生成される表面の一部である形状を有する滑動部分（48u）を持ち、
    ピストン（54）面の外形が、滑動軸Wに平行な軸のシリンダーの扇形の連続した接線でつないで調整される平面の二表面を備える一方の表面の一部であるシリンダー（51）面の滑動部分（48u）を生成させる先が丸みを帯びた「V」字形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。
11. Nピストン集合体のうちの少なくとも一個のシリンダーの面（51）は、該中央領域上並びに該周辺付近までにわたり、Nピストン集合体上にN倍押し当てられて上死点にて全体的に球状又は卵状の形のチャンバ（35）をエンジンZ軸を旋回の主軸とし。かつ、シリンダーの中心Oを中心として形成するシリンダー中心Oの廻りに窪んだ球冠（55）と言われるほぼ球状又は卵状の冠部分を備える燃焼部分（48v）を持つことを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。
12. ピストン集合体が、
    ●
    ○ エンジンZ軸に平行な軸の旋回軸の、クランク軸（40）のクランクピン（42）の旋回軸並びに可動構成要素（61）の滑道（62）の旋回軸の外側半旋回軸と、
    ○ ピストン集合体のシリンダー（51）面のほぼ全ての平面と、
    ○ ピストン（50）上に固定されるか又は連動した各吸気（57s）及び排気（57i）の各搬送部（57）とを備えるピストン（50）と、
    ● チャンバ上下部頂点（36s, 36i）が移動する少なくとも上部及び下部稜（53s, 53i）部分において境界稜（53）に隣接する、ピストン集合体の滑動面（52）と、ピストン集合体の境界稜（53）及びピストンシリンダー（51）面の端部とを備え、滑道タイプの運動学上の連結部によりピストンに結合されて、滑動軸Wに従う平行運動のピストンに結合されない滑動面（52）や境界稜（53）並びにシリンダー（51）面部分の平行運動を可能する気密装置とから構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。
13. 気密装置が次のような単一または複数の補助セグメント（78）も備えること特徴とする請求項１２に記載の熱エンジン。すなわち、
    ○ 該形状が滑動面（52）上の稜（75）セグメントのずれにほぼ一致し、該気密装置は境界稜（53）に隣接しないものの、境界稜（53）の全長に近い滑動面（52）の１部分を備え、
    ○ 該気密装置は、少なくとも、上部（53s）及び下部（53i）稜部分のレベルで稜セグメント（75）と接触して（区画毎に接触している）稜（75）セグメントを使った滑動面（52）を実現し、
    ○ 前記稜セグメント（75）は、ピストンの頸部内での固定により動力学的にピストン（50）に結合されて、ピストン（50）に関して滑動軸Wの平行運動だけを許す滑道タイプの運動学的連結分を生み出すとともに、
    ○ バネ装置を介して、向かい合う他方のピストン、すなわち、隣接し取り囲むピストン集合体のピストン（50）のシリンダー（51）面上で前記補助セグメント（78）に軽くふれる。
14. Kが２以上のシリンダー数Kを備えている場合に、N駆動軸（39）のK倍あるいはKシリンダーの各N可動連結器のクランク軸（40）部分が、エンジンZ軸に平行に角度方向が決定されてシリンダー数Kで同期駆動され、かつ位相差調整が行われることで、クランク軸（99）列の軸に従ってそれぞれにつき一様な駆動軸数Nを形成して、そのとき、エンジンが2サイクルで作動していれば、クランク軸は360°/Kで、あるいは、エンジンが４サイクルで作動していれば、720°/Kで位相差調整されるクランクピン（42）Kを備えることを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。
15. ピストン（50）又はピストン集合体に搭載され気密に取り付けられる少なくとも1本の直接インジェクター又は点火プラグ（58）を備え、インジェクター又は点火プラグの頭部は、システム的に、ピストン集合体のシリンダー（51）面領域の孔（58w）を介してチャンバ（35）に通じて、圧縮による点火エンジンのプラグとインジェクターのシリンダー（51）面燃焼部分に通じることを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。
16. 次のグループの１個又は組合せ可能な複数個の構成要素を備える過供給装置（95）を装備することを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。すなわち、
    ● エンジン出力軸（11）を介して固定比で機械的に駆動される、吸気側の容積式コンプレッサー、
    ● 電動で駆動される容積式又は遠心式のコンプレッサー、
    ● 車台集合体に結合されると同時に、各シリンダー毎にピストン集合体の廻りの体積を封じ込める圧縮ケーシングであって、その中に吸気多岐管（20s）手前の吸気ガスを通せばチャンバ（35）体積が増大するとき圧縮が生ずる圧縮ケーシング、
    ● 吸気回路のガスを圧縮するコンプレッサー（97）で、該タービン（96）が排気ガスを膨張させる単純なターボコンプレッサー、
    ● 機械的軸棒がエンジン発電機に直接結合されるターボコンプレッサー、
    ● 軸棒が減速機を介してエンジン出力軸棒に機械的に結合されるターボコンプレッサー、
    ● 機械的に複合、すなわち、機械的にエンジン出力軸棒に結合されるタービン、
    ● 本発明によるエンジン向けのタービンなしの排気装置、
    ● 圧縮段階の後、エンジン内吸気ガスを冷却する過供給エアラジエータ、
    ● 吸気ガス中への再導入目的の排気ガス部分を採取する排気ガス再循環閉回路、
    ● 排気ガス由来の吸気ガス部分を冷却する再循環排気ガスラジエータ、
    ● 複数並列タービンを備える排気回路上流の排気分岐管を閉鎖する少なくとも１ヶ所の仕切弁（94）。
17. 以下のグループのうちの１つの装置に用いられることを特徴とする請求項１に記載の熱エンジン。すなわち、
    ● 陸上又は海上あるいは航空車両、
    ● 直接又はロータ駆動プロペラを備えた推進装置グループ、
    ● 直接駆動同軸反転プロペラを備える推進装置グループ、
    ● 熱エンジンが電気又は空圧又は油圧と組合せた直列又は並列ハイブリッド牽引チェーン、
    ● 少なくとも１台のランキンサイクル熱力学第２エンジンから構成されるコジェネ装置、
    ● 発電機。