JP4757263B2 - 風エアエンジン及び風エアエンジン車両 - Google Patents

風エアエンジン及び風エアエンジン車両 Download PDF

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Description

発明の詳細な説明
〔技術分野〕
本発明は、機械分野に属し、陸上のハンドルを有する大、中、小型バス・トラック・乗用車、鉄道列車、地下鉄、船舶動力、航空動力等の全ての走行速度のある動力機械に取り付けられるエンジンに関する。
〔背景技術〕
燃料をエネルギーとして使うエンジンは、大量の燃料が必要であり、その上、大量の廃ガス、熱ガスの排出により、環境が汚染されてしまう。燃料エネルギーを節約し、地球環境を守るために、燃料エネルギーの消費を無くし、廃ガス、熱ガスの排気を回避する環境汚染の問題のないエンジンが更に期待されている。現在、公知されている風力を機械的エネルギーとして転換するように利用されるエンジンは、一定の場所に取り付けられるものであり、エンジンが取り付けられる機械装置自身が走行速度がないので、自然界の天気・環境状況の条件に制限される風力により受動的に作用されることにより、そのインペラを作動させて機械的エネルギーを発生することしかできなく、能動的に一定走行速度のある動力機械にかかる風抵抗の気流を機械動力として転換するように利用されるエンジンは、未だに見付けられなかった。
〔発明の開示〕
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、燃料消費の必要が無く、廃ガス、熱ガスの排気が無く、動力機械の走行中にかかる風抵抗の気流を機械動力として転換することができるように利用される風エアエンジン及び該風エアエンジン付きの車両を提供することを目的とする。
更に、本発明は、また高圧空気を直接動力として利用する風エアエンジン及該風エアエンジン付きの車両を提供することを他の目的とする。
更に、本発明は、風抵抗の気流を機械動力に転換するだけではなく、当該機械動力を再生の高圧空気に転換して予備用として速やかに蓄積する風エアエンジン及び該風エアエンジン付きの車両を提供することを他の目的とする。
更に、本発明は、車両の減速制動の場合の慣性動力を回収して、速やかに再生の高圧空気として転換して蓄積する風エアエンジン及び該風エアエンジン付きの車両を提供することをまた他の目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、以下のように技術的解決手段により達成される。
少なくとも一つのインペラ室と、インペラ室に設けられる少なくとも一つのインペラとが含まれる風エアエンジンにおいて、上記のインペラ室には、外部からの風抵抗の気流を吸い込むための吸気口が設置されており、吸気口を介して入り込んだ外部からの風抵抗の気流によりインペラを作動させることによって、動力の出力を行う風エアエンジンである。
高圧空気をインペラ室に吹き込むためのガス吐出システムをさらに含み、ガス吐出システムによって吹き込まれる高圧空気と、吸気口を介して入り込んだ外部からの風抵抗の気流とが共にインペラを作動させることによって、動力の出力を行う。
上記の外部からの風抵抗の気流を吸い込むための吸気口は、外端口部が大きく、内端口部が小さいである円錐筒状の吸気口である。
エアタンクと、第一の高圧エア圧縮機とからなる高圧空気再生蓄積供給システムをさらに含み、エアタンクの出力は、ガス吐出システムに接続され、上記のインペラの作動により発生される動力の出力は、第一の高圧エア圧縮機を駆動し、そして、第一の高圧エア圧縮機により再生される高圧エアが上記のエアタンクに入力し蓄積される。
外部の制動力により伝動される第二の高圧エア圧縮機をさらに含み、第二の高圧エア圧縮機によって外部の制動力が高圧エアに再生し転換されて上記のエアタンクに入力し蓄積される。
また、上記のガス吐出システムは、順序に接続されている第一のコントローラと、ディスペンサーと、第一のガス吐出管グループと、第一のガスノズルグループとを備え、上記のエアタンクに蓄積されている高圧空気は、第一のコントローラに介してディスペンサーに入力され、そして、ディスペンサーにより分流され、第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に入力され、更に、上記の第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続された第一のガスノズルグループの各ガスノズルからインペラ室に吹き込まれる。
上記のガス吐出システムは、順序に接続されている第二のコントローラと、入力された高圧空気を間欠爆発する高圧空気に転換することができるディスペンスコントローラと、第二のガス吐出管グループと、第二のガスノズルグループとを備え、上記のエアタンクに蓄積されている高圧空気は、第二のコントローラに介してディスペンスコントローラに入力され、そして、ディスペンスコントローラによって発生された間欠爆発する高圧空気を第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に配分し、また、上記の第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続されている第二のガスノズルグループにおける各ガスノズルから、間欠爆発した高圧空気がインペラ室に吹き込まれる。
上記のインペラ室は、いずれにもインペラが設けられ、且つ少なくとも一方に外部からの風抵抗の気流を吸い込むための吸気口が少なくとも一つ設置されるダブルインペラ室である。
車体と、ギアボックスと、ドライブアクスルと、タイヤとを含む車両において、少なくとも一つのインペラ室と、インペラ室に設けられる少なくとも一つのインペラとが含まれる風エアエンジンをさらに含み、上記のインペラ室には、外端口部が大きく、内端口部が小さい外部からの風抵抗の気流を吸い込むための円錐筒状の吸気口が少なくとも一つ設置されており、上記の円錐筒状の吸気口は、外端口部が車体の前端に設置され、吸気口を介して入り込んだ外部からの風抵抗の気流により、インペラを作動させることによって、動力の出力を行い、上記のインペラによる動力の出力がギアボックスを介してドライブアクスルを作動させ、そして、ドライブアクスルにより車体を支持するタイヤを駆動させる、ことを特徴とする風エアエンジン車両。
高圧空気をインペラ室に吹き込むガス吐出システムをさらに含み、ガス吐出システムにより吹き込まれる内部の高圧空気と、吸気口を介して入り込んだ外部からの風抵抗の気流とが、共にインペラを作動させることによって、動力の出力を行う。
エアタンクと、第一の高圧エア圧縮機とからなる高圧空気再生蓄積供給システムをさらに含み、エアタンクの出力は、ガス吐出システムに接続され、上記のインペラの作動により発生される動力の出力は、第一の高圧エア圧縮機を駆動し、そして、第一の高圧エア圧縮機により再生される高圧エアが上記のエアタンクに入力し蓄積される。
減速制動過給システムと、第二の高圧エア圧縮機とをさらに含み、減速制動過給システムにより減速する場合の制動力によって、第二の高圧エア圧縮機を駆動して高圧エアを再生させ、上記の再生された高圧エアがエアタンクに入力し蓄積される。
上記のガス吐出システムは、順序に接続されている第一のコントローラと、ディスペンサーと、第一のガス吐出管グループと、第一のガスノズルグループとを有し、また、順序に接続されている第二のコントローラと、入力されている高圧空気を間欠爆発する高圧空気に転換するディスペンスコントローラと、第二のガス吐出管グループと、第二のガスノズルグループとを有し、上記のエアタンクに蓄積されている高圧空気は、第一のコントローラを介してディスペンサーに入力され、そして、ディスペンサーにより分流された高圧空気は、第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に入力され、更に、上記の第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続される第一のガスノズルグループにおける各ガスノズルから、インペラ室に吹き込まれるが、上記のエアタンクに蓄積されている高圧空気は、第二のコントローラを介してディスペンスコントローラに入力され、ディスペンスコントローラにより発生される間欠爆発する高圧空気は、第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に配分され、そして、上記の第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続される第二のガスノズルグループにおける各ガスノズルから、インペラ室に吹き込まれるようになっている。
上記のインペラ室は、いずれにもインペラが設けられ、且つ少なくとも一方に外部からの風抵抗の気流を吸い込むための吸気口が少なくとも一つ設置されるダブルインペラ室である。
上記のインペラ室は、いずれにもインペラが設けられるダブルインペラ室であり、また、上記のディスペンスコントローラは、バルブグループと、バルブグループをオン／オフするカムとが含まれ、一方のインペラの動力の出力により上記の第一の高圧エア圧縮機を駆動させ、他方のインペラの動力の出力により上記のカムを駆動させる。
本発明は、上記の技術的手段によれば、
１．外部からの風抵抗の気流を吸い込むための吸気口をインペラ室に設けられることによって、吸気口を介して入り込んだ外部からの風抵抗の気流を動力としてうまく利用することにより、インペラを作動させ、動力の出力を行わせることから、抵抗力を動力にして、また、動力機械の運転速度が速ければ速いほど、かかった強大な風抵抗の気流の利用率も大きくなる。そのため、本発明が補助動力として利用されれば、動力機械の運転速度を高めるだけではなく、高速運転の場合のエネルギーの消費量がはっきりと増えることがない。本発明の風エアエンジンは、陸上のハンドルを有する大、中、小型バス・トラック・乗用車、鉄道列車、地下鉄、船舶動力、航空動力等のすべての走行速度のある動力機械に取り付けられることができる。更に、本発明は、風抵抗の気流によりエンジンを直接駆動させるようにするので、燃料消費の必要がなく、その上、廃ガスや熱ガスの排気もなくなり、動力機械、特に車両の排ガスによる大気汚染が減少し、地球環境を守るようになる；
２．更に、高圧エアを動力として利用することによって、ガス吐出システムにより吹き込まれる高圧空気と、吸気口を介して入り込んだ外部からの風抵抗の気流とが、共にインペラを作動させることにより、動力の出力を行うので、燃料消費が無く、廃ガスや熱ガスの排気もなく、また、自然界の天気・環境の条件、特に風力状況の条件に制限されなく、自己起動や持続的な作動による動力の出力が実現できる；
３．高圧空気再生蓄積供給システムが設置されることによって、インペラの作動による動力の出力により第一の高圧エア圧縮機を伝動し、第一の高圧エア圧縮機により再生された高圧エアがエアタンクに入力し蓄積されることによって、動力機械にかかる風抵抗の気流を高圧空気として再生転換すると共に、サイクルするように蓄積する；
４．減速制動過給機と第二の高圧エア圧縮機が設置されることによって、車両の減速制動の場合の運動エネルギーを第二の高圧エア圧縮機に転送し、そして、第二の高圧エア圧縮機により制動エネルギーが速やかに再生の高圧エアとして回収転換されると共に、再生される高圧エアがエアタンクに入力し蓄積されるので、エネルギーの利用率が更に向上することによって、本手段は、特に減速、制動、停車を頻繁にする車両に適用する；
５．自動間欠爆発噴気する高圧空気により、噴気時間が大幅に短縮され、高圧空気の使用量が多く減少されることができる。本手段によると、長距離、長期間の低速走行したり、頻繁に減速、アイドリング、又は再加速したりする車両への取り付けが適応であり、車両の連続走行が確保される；
６．風エアエンジンの吸気口は、車両のヘッド前端、特にヘッド前端における風抵抗の最も大きい場所に取り付けられることによって、風抵抗の気流を最大限に利用して、最適な動力の出力を行い、車両の走行速度を向上することができる
ような有利な技術的効果がある。
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、本発明を、添付図面に基づき、具体的な実施形態によりさらに詳しく説明する。
風エアエンジン２０は、図１〜図８に示すように、外端口部２９と内端口部３０とを具備する円錐筒状の吸気口と、インペラ室２８と、インペラ６と、インペラフライホイール１４と、左インペラ主軸副動力コニカルギヤ７と、右インペラ主軸副動力コニカルギヤ１５と、主動力出力ギアボックス３２と、排気口３１とが含まれており、高圧空気再生蓄積供給システムは、エアタンク１と、第一の高圧エア圧縮機１７と、第一の高圧エア圧縮機１７を伝動するコニカルギヤ１６とが含まれており、起動加速をするためのガス吐出システムは、起動加速を行うように高圧空気を開放させるための第一のコントローラ２と、ディスペンサー３と、ディスペンサー３に接続される第一のガス吐出管グループ４と、第一のガスノズルグループ５と、自動間欠爆発噴気加速を行うように高圧空気を開放させるための第二のコントローラ１０と、ディスペンスコントローラ１１と、ディスペンスコントローラ１１に接続される第二のガス吐出管グループ１２と、第二のガスノズルグループ１３と、コニカルギヤ８と、高圧空気吐出管２６と、高圧空気吐出管２７とが含まれており、また、減速制動過給システムは、減速制動過給機４２と高負荷の第二の空気圧縮機４１とが含まれている。
図１、図２、図５のように、対称的になっているダブルインペラ室２８には、インペラ６とインペラフライホイール１４とが設けられており、インペラ室２８に取り付けられているガスノズルグループ（５、１３）によって、高圧空気がインペラ室２８内へ吹き込まれ、更にインペラ６を作動させてから、排気口３１より排出される。インペラ室２８には、また、外端口部２９と内端口部３０を具備する外部からの風抵抗の気流を吸い込むための円錐筒状の吸気口が設置されており、円錐筒状の吸気口の外端口部２９が内端口部３０の１−３０倍、好ましくは３.６倍になっている。外部からの風抵抗の気流は、円錐筒状の吸気口を介してインペラ室２８に入り込み、インペラ６を作動させ、その後、排気口３１より排出される。インペラ６の回転により発生した動力は、中央主動力出力ギアボックス３２で変速された後、出力される。インペラ６を方向性を持って作動させるために、ガスノズルから噴出された気流によりインペラ６をよりよく作動させるように、ガスノズルグループ（５、１３）から噴出される空気を所定の方向性を与える。
上記の技術的手段によれば、自然界の天気・環境、特に風力状况の条件に制限されなく、高圧空気によりエンジンを駆動することによって、自己起動や作動を実現することができる。また、最も重要なのは、動力機械が一定速度運転する場合、インペラ室２８に設けられる円錐筒状の吸気口によって、動力機械にかかる外部からの何れかの抵抗力の気流を能動的に吸い込むことにより、エンジンを駆動させ、それで、強い風抵抗を動力としてうまく転換して利用することにより、エネルギーの消費が大幅に低減される。本発明の風エアエンジンは、陸上のハンドルを有する大、中、小型バス・トラック・乗用車、鉄道列車、地下鉄、船舶動力、航空動力等のすべての走行速度のある動力機械に幅広く適用される。
更に、図３及び図５に示すように、エアタンク１と、第一の高圧エア圧縮機１７と、伝動用のコニカルギヤ１６からなり、インペラ６による動力の出力は、右インペラ主軸副動力コニカルギヤ１５を介して、コニカルギヤ１６を作動させ、コニカルギヤ１６は第一の高圧エア圧縮機１７を作動させ、そして、第一の高圧エア圧縮機１７により発生された高圧空気は、エアタンク１に入力し蓄積される高圧空気再生蓄積供給システムを提供する。
また、図３、図４、図５に示すように、第一のコントローラ２と、ディスペンサー３と、第一のガス吐出管グループ４と、第一のガスノズルグループ５と、第二のコントローラ１０と、ディスペンスコントローラ１１と、第二のガス吐出管グループ１２と、第二のガスノズルグループ１３と、コニカルギヤ８と、高圧空気吐出管２６と、高圧空気吐出管２７とが含まれるガス吐出システムを提供する。例えば図４に示すように、ディスペンスコントローラ１１は、自動車のバブル機構の従来技術にかかるものであり、カム（１８、１９）とバルブグループ９からなり、図４（ａ）におけるカム１９は順序的な構造であり、図４（ｂ）におけるカム１８は同期的な構造であり、ディスペンスコントローラ１１は、入力された高圧空気を間欠爆発する高圧空気に転換する機能を持っている。動作の場合、インペラ６は、左インペラ主軸副動力コニカルギヤ７を介して、動力をコニカルギヤ８に転送し、そして、コニカルギヤ８がカム１８を作動させる場合、カム１８によりバルブグループ９を同期的にオン／オフし、同期的に間欠爆発噴気する高圧空気を発生する。コニカルギヤ８がカム１９を回転させる場合、カム１９によりバルブグループ９を順序的にオン／オフし、順序的に間欠爆発噴気する高圧空気を発生する。第一のコントローラ２が設置されている高圧空気吐出管２６を介してディスペンサー３に接続されるエアタンク１に蓄積された高圧空気は、第一のコントローラ２を経由してディスペンサー３に入力され、そして、ディスペンサー３により分流され、第一のガス吐出管グループ４における各ガス吐出管に入力され、さらに、上記の第一のガス吐出管グループ４における各ガス吐出管に接続される第一のガスノズルグループ５における各ガスノズルから、インペラ室２８へ吹き込まれる。第二のコントローラ１０が設置されている高圧空気吐出管２７を介してディスペンスコントローラ１１に接続されるエアタンク１に蓄積された高圧空気は、第二のコントローラ１０を経由してディスペンスコントローラ１１に入り込み、そして、ディスペンスコントローラにより発生した間欠爆発する高圧空気が、第二のガス吐出管グループ１２における各ガス吐出管に配分され、さらに、上記の第二のガス吐出管グループ１２における各ガス吐出管に接続される第二のガスノズルグループ１３における各ガスノズルから、間欠爆発する高圧空気がインペラ室２８へ吹き込まれる。
動作の場合、起動加速中高圧空気コントロール用の第一のコントローラ２を作動させることによって、エアタンク１に蓄積された高圧空気が噴出され、そして、ディスペンサー３により、高圧空気がガス吐出管グループ４に配分され、ガス吐出管グループ４を介してガスノズルグループ５に運送され、さらに、ガスノズルグループ５により噴出された高圧気流によりインペラ６を作動させて、インペラ６の起動加速により動力を発生し、そして、左インペラ主軸副動力コニカルギヤ７により動力の出力がコニカルギヤ８に出力され、コニカルギヤ８により駆動されたディスペンスコントローラ１１のカム（１８又は１９）が起動して作動し、なお、カム（１８又は１９）の作動で、バルブグループ９が、絶え間なくオン／オフする状態になると同時に、第二のコントローラ１０を作動させ、それにより、高圧空気が高圧空気吐出管２７から噴出され、ディスペンスコントローラ１１に供給され、その場合、バルブグループ９が絶え間なくオン／オフする状態になっているので、ディスペンスコントローラ１１を経由した高圧空気が、間欠爆発噴気する高圧空気に転換して出力され、そして、自動間欠爆発する高圧空気が更にガス吐出管グループ１２を介してガスノズルグループ１３に運送されると共に噴出されることによって、複数グループのインペラを備える風エアエンジンのインペラ６が駆動されて加速作動し、それにより、風エアエンジンのインペラフライホイール１４も加速作動することにより、動力を発生し、当該動力がギアボックス３２で出力されて動力機械を作動させる。動力機械は、運転速度を発生した場合、運転中にかかる外部からの風抵抗の気流が、外端口部が大きくて内端口部が小さい円錐筒状の吸気口を介して、インペラ室２８内に導入され、更にインペラ６を作動させて、動力の出力を行うことで、抵抗力が動力になる。なお、右インペラ主軸副動力コニカルギヤ１５により、動力の出力がコニカルギヤ１６を作動させ、そして、コニカルギヤ１６により、第一の高圧エア圧縮機１７を作動させ、第一の高圧エア圧縮機１７により発生した高圧空気が、風エアエンジンが持続的な加速運転により動力を発生することができるように、エアタンク１に持続的に補充して蓄積される。
風エアエンジンの高圧空気コントロールによる起動加速及び自動間欠爆発噴気加速を行う場合に必要な高圧空気量を満足するために、本発明において、高圧空気吐出管２６と、高圧空気吐出管２７はそれぞれ、直径がガスノズルグループ５とガスノズルグループ１３との直径の合計の数倍より大きいようにする。
風エアエンジンのダブルインペラ６に、方向性を持って起動加速作動をさせ、動力を発生するために、本発明において、ガスノズルグループ５とガスノズルグループ１３が一定の方向性を持って噴気するように設定されている。
図６に示すように、ディスペンスコントローラのカム２１がバルブをオン／オフする場合に、バルブグループ９のバルブステムヘッド２２とバルブグループ９のカム２１との間に発生する摩擦抵抗力を回避又は低減するために、本発明において、バルブステムヘッド２２にスライドボール２３の設計が加えられるが、また、バルブステムヘッド２２のスライドボール２３を摺動自由にさせるために、バルブステムヘッド２２にスライドボール２３への潤滑油流路２４が設計され、ディスペンスコントローラ１１の潤滑油室２５にある潤滑油を潤滑油流路２４を通してスライドボール２３のボール体表面に流せることによって、潤滑の機能をさせ、摩擦抵抗力を低減して、風エアエンジンの作動速度を向上し、より大きい出力トルクを発生する。
図７及び図８に示すように、車両は、頻繁に減速、制動、停車、又は再起動する場合、大量の高圧空気の消費が必要であるため、その分による過量の高圧空気を補充して風エアエンジンの再起動に必要な高圧空気の量を確保するために、本発明は、ペダル３３と、液圧式マスタシリンダ３６と、クラッチドリブンディスクの液圧式スレーブシリンダ３７と、クラッチドリブンディスク３８と、クラッチドライブディスク３９と、ブレーキにおけるブレーキディスク内歯車伝動装置４０とが含まれている減速制動過給機４２と、高負荷の第二の空気圧縮機４１とを含む減速制動加圧システムであり、ペダル３３が液圧式マスタシリンダ３６を作動させることにより、液圧式マスタシリンダ３６がクラッチドリブンディスクの液圧式スレーブシリンダ３７を作動させ、そして、クラッチドリブンディスクの液圧式スレーブシリンダ３７によりクラッチドリブンディスク３８とクラッチドライブディスク３９が結合され、さらに、ブレーキにおけるブレーキディスク内歯車伝動装置４０によって、車両の減速時の慣性動力を出力し、高負荷の第二の空気圧縮機４１を動作させるようになる、車両の一定速度運転の場合の慣性動力を頻繁的な減速制動の状態で高圧空気として回収転換して予備用のために蓄積する減速制動過給システムを提供する。
減速しようとする場合、ペダル３３が踏まれることによって、風エアエンジンにおける減速制動過給機のフリートラベル３４を経由して減速過給トラベル３５の位置になった場合、液圧式マスタシリンダ３６は動作が開始し、クラッチドリブンディスクの液圧式スレーブシリンダ３７に動作開始のように作用し、それにより、車両の減速する場合の慣性動力によりブレーキのブレーキディスク内歯車伝動装置４０を介して高負荷の第二の空気圧縮機４１を動作させるように、クラッチドリブンディスクの液圧式スレーブシリンダ３７がクラッチドリブンディスク３８とクラッチドライブディスク３９を結合させ、そして、サイクル利用できるように高負荷の第二の空気圧縮機４１により再生された高圧空気がエアタンク１に補充し蓄積されるような、動作のプロセスになっている。
図９に示すように、風エアエンジン付きの車両は、車体４４と、風エアエンジン２０と、ドライブアクスル４６と、ドライブアクスルシャフト４７と、タイヤ４８を具備しており、風エアエンジン２０は、図１〜図８に示すように、車体４４に、風エアエンジン２０が設けられており、車体４４のヘッド前端における風抵抗の最も大きい場所４５に、風エアエンジン２０における円錐筒状の吸気口の外端口部２９が取り付けられるように構成されている。インペラ室２８への風抵抗の気流の速度を向上するため、円錐筒状の吸気口の外端口部２９は、内端口部３０の１―３０倍、好ましくは３.６倍になっている。風エアエンジン２０の主動力出力ギアボックス３２の出力は車両のドライブアクスル４６に接続されており、ドライブアクスル４６はドライブアクスルシャフト４７に接続されており、ドライブアクスルシャフト４７はタイヤ４８に接続されており、タイヤ４８とブレーキのブレーキディスク内歯車伝動装置４０が固着に接続されている。
動作の場合、起動加速中高圧空気コントロール用の第一のコントローラ２を作動させることによって、エアタンク１に蓄積された高圧空気が噴出され、また、ディスペンサー３により、高圧空気がガス吐出管グループ４に配分され、そして、ガスノズルグループ５により高圧気流が噴出され、それによりインペラ６を起動加速し作動させることによって動力を発生し、そして、左インペラ主軸副動力コニカルギヤ７によって動力がコニカルギヤ８に出力され、コニカルギヤ８によってディスペンスコントローラ１１のカム（１８又は１９）が起動し作動を行うと同時に、高圧空気自動間欠爆発噴気加速用の第二のコントローラ１０を作動させることによって、高圧空気が高圧空気吐出管２７から噴出され、ディスペンスコントローラ１１に供給され、その場合、ディスペンスコントローラ１１により出力された自動間欠爆発噴気する高圧空気は、第二のガス吐出管グループ１２を介してガスノズルグループ１３から噴出され、それにより、インペラ６を加速作動させて、動力を発生する。エアタンク１に蓄積された内部の高圧空気でインペラ６を作動させることによって発生した動力は、ギアボックス３２に転送され、ギアボックス３２により変速された動力が、ドライブアクスル４６、ドライブアクスルシャフト４７を介して、タイヤ４８を回転させ、車両を起動走行させる。一方、当該動力は、右インペラ主軸副動力コニカルギヤ１５を介して、コニカルギヤ１６を作動させ、そして、コニカルギヤ１６により第一の高圧エア圧縮機１７を作動させ、それにより、第一の高圧エア圧縮機１７により発生された高圧空気が、風エアエンジンがサイクル利用できるように、エアタンク１に蓄積され、よって、風エアエンジン２０が持続的な加速運転により動力を発生する。
車両が走行速度がある場合、車体４４のヘッド前端における風抵抗の最も大きい場所４５に取り付けられる円錐筒状の吸気口の外端口部２９により、車両にかかる風抵抗の気流が円錐筒状の吸気口を経由してインペラ室２８に導入され、更にインペラ６を作動させて動力を発生するが、当該動力は、エアタンク１に蓄積されている高圧空気で発生した動力と共にギアボックス３２に出力され、ギアボックス３２による変速された動力が、ドライブアクスル４６、ドライブアクスルシャフト４７を介して、車両のタイヤ４８を回転させ、風エアエンジン付きの車両をさらに速く走行させる。
自動車が減速しようとする場合、ペダル３３が踏まれることによって、減速過給トラベル３５の位置になった場合、液圧式マスタシリンダ３６は動作が開始し、クラッチドリブンディスクの液圧式スレーブシリンダ３７によってクラッチドリブンディスク３８とクラッチドライブディスク３９を結合させ、そして、車両の慣性動力がブレーキのブレーキディスク内歯車伝動装置４０により高負荷の第二の空気圧縮機４１に伝達し、それの動作を開始させ、それにより、制動エネルギーが再生の高圧空気として回収転換されると共に、サイクル利用できるように、再生された高圧空気がエアタンク１に蓄積される。
風エアエンジンの構成を模式的に示す図である。 風エアエンジン及び中央主動力出力ギアボックスの構成を模式的に示す図である。 風エアエンジンにおける高圧空気再生蓄積供給システムとガス吐出システムの構成を模式的に示す図である。 二種のディスペンスコントローラの構成を模式的に示す図である。 風エアエンジンの構成を模式的に示す図である。 改善されたディスペンスコントローラの構成を模式的に示す図である。 減速制動過給機のブレーキにおけるブレーキディスク内歯車伝動装置の構成を模式的に示す図である。 風エアエンジンにおける減速制動過給システムの構成を模式的に示す図である。 風エアエンジンが取り付けられている車両の構成を模式的に示す図である。
符号の説明
１ エアタンク
２ 第一のコントローラ
３ ディスペンサー
４ 第一のガス吐出管グループ
５ 第一のガスノズルグループ
６ インペラ
７ 左インペラ主軸副動力コニカルギヤ
８、１６ コニカルギヤ
９ バルブグループ
１０ 第二のコントローラ
１１ ディスペンスコントローラ
１２ 第二のガス吐出管グループ
１３ 第二のガスノズルグループ
１４ インペラフライホイール
１５ 右インペラ主軸副動力コニカルギヤ
１７ 第一の高圧エア圧縮機
１８、１９、２１ カム
２０ 風エアエンジン
２２ バルブステムヘッド
２３ スライドボール
２４ 潤滑油流路
２５ 潤滑油室
２６、２７ 高圧空気吐出管
２８ インペラ室
２９ 外端口部
３０ 内端口部
３１ 排気口
３２ 中央主動力出力ギアボックス
３３ ペダル
３４ フリートラベル
３５ 減速過給トラベル
３６ 液圧式マスタシリンダ
３７ 液圧式スレーブシリンダ
３８ クラッチドリブンディスク
３９ クラッチドライブディスク
４０ ブレーキディスク内歯車伝動装置
４１ 高負荷の第二の空気圧縮機
４２ 減速制動過給機
４３ 高圧空気パイプ
４４ 車体
４５ 風抵抗の最も大きい場所
４６ ドライブアクスル
４７ ドライブアクスルシャフト
４８ タイヤ

Claims (11)

  1. 走行能力を有する動力機械に取り付けられて、該動力機械に補助動力を供給する風エアエンジンであって、
    少なくとも一つのインペラ室と、前記インペラ室に設けられる少なくとも一つのインペラと、高圧空気を前記インペラ室に吹き込むためのガス吐出システムとを含み、
    前記インペラ室には、前記動力機械が走行することによって生じる外部からの気流を吸い込むための吸気口が設置されており、前記吸気口を介して入り込んだ外部からの気流と、前記ガス吐出システムによって吹き込まれる高圧空気とが共に前記インペラを作動させることによって、動力の出力を行うことを特徴とする風エアエンジン。
  2. 動力の供給を受けて走行する動力機械に取り付けられて、該動力機械に動力を供給する風エアエンジンであって、
    少なくとも一つのインペラ室と、前記インペラ室に設けられる少なくとも一つのインペラと、高圧空気を前記インペラ室に吹き込むためのガス吐出システムとを含み、
    前記インペラ室には、前記動力機械が走行することによって生じる外部からの気流を吸い込むための吸気口が設置されており、
    前記ガス吐出システムから供給される高圧空気で前記インペラを作動させることによって発生させた動力によって前記動力機械の走行を開始させた後、
    前記吸気口を介して入り込んだ外部からの気流と、前記ガス吐出システムによって吹き込まれる高圧空気とが共に前記インペラを作動させることによって、動力の出力を行うことを特徴とする風エアエンジン。
  3. 高圧空気が充填されたエアタンクと、第一の高圧エア圧縮機とからなる高圧空気再生蓄積供給システムをさらに含み、前記エアタンクの出力は、前記ガス吐出システムに接続され、前記インペラの作動により発生される動力の出力は、前記の第一の高圧エア圧縮機を駆動し、そして、前記の第一の高圧エア圧縮機によって発生させた高圧空気を前記エアタンクに入力し、該エアタンクを充填することを特徴とする請求項１または２に記載の風エアエンジン。
  4. 外部の制動力により動作する第二の高圧エア圧縮機をさらに含み、外部から制動力を受けたときに、前記の第二の高圧エア圧縮機によって発生させた高圧空気を前記エアタンクに入力し、該エアタンクを充填することを特徴とする請求項３に記載の風エアエンジン。
  5. 前記ガス吐出システムは、順に接続されている第一のコントローラと、ディスペンサーと、第一のガス吐出管グループと、第一のガスノズルグループとを有し、また、順に接続されている第二のコントローラと、入力されている高圧空気を間欠的に噴出させるディスペンスコントローラと、第二のガス吐出管グループと、第二のガスノズルグループとを有し、前記エアタンクに充填されている高圧空気は、前記の第一のコントローラを介して前記ディスペンサーに入力され、そして、前記ディスペンサーにより分流された高圧空気は、前記の第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に入力され、更に、前記の第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続される前記の第一のガスノズルグループにおける各ガスノズルから、前記インペラ室に吹き込まれるが、前記エアタンクに充填されている高圧空気は、前記の第二のコントローラを介して前記ディスペンスコントローラに入力され、前記ディスペンスコントローラが間欠的に噴出させる高圧空気は、前記の第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に配分され、そして、前記の第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続される前記の第二のガスノズルグループにおける各ガスノズルから、前記インペラ室に吹き込まれるようになっていることを特徴とする請求項３又は４に記載の風エアエンジン。
  6. 前記インペラ室は、いずれにもインペラが設けられ、且つ少なくとも一方に外部からの気流を吸い込むための吸気口が少なくとも一つ設置されるダブルインペラ室であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の風エアエンジン。
  7. 車体と、ギアボックスと、ドライブアクスルと、タイヤとを含む車両において、少なくとも一つのインペラ室と、前記インペラ室に設けられる少なくとも一つのインペラとが含まれ、前記インペラを作動させることによって動力を発生させる風エアエンジンと、高圧空気を前記インペラ室に吹き込んで前記インペラを作動させるガス吐出システムとをさらに含み、前記インペラ室には、外端口部が大きく、内端口部が小さい外部からの気流を吸い込むための円錐筒状の吸気口が少なくとも一つ設置されており、前記の円錐筒状の吸気口は、前記外端口部が前記車体の前端に設置され、前記ガス吐出システムから供給される高圧空気によって、前記インペラを作動させることによって発生させた動力により、前記ギアボックスを介して前記ドライブアクスルを作動させ、前記ドライブアクスルにより前記タイヤを駆動させることによって前記車両を前進させた後、前記車両の前進により、前記吸気口を介して入り込んだ外部からの気流と、前記ガス吐出システムによって吹き込まれる高圧空気とが共に前記インペラを作動させることを特徴とする風エアエンジン車両。
  8. 高圧空気が充填されたエアタンクと、第一の高圧エア圧縮機とからなる高圧空気再生蓄積供給システムをさらに含み、前記エアタンクの出力は、前記ガス吐出システムに接続され、前記インペラの作動により発生される動力の出力は、前記の第一の高圧エア圧縮機を駆動し、そして、前記の第一の高圧エア圧縮機によって発生させた高圧空気を前記エアタンクに入力し、該エアタンクを充填することを特徴とする請求項７に記載の風エアエンジン車両。
  9. 減速制動過給システムと、第二の高圧エア圧縮機とをさらに含み、前記減速制動過給システムにより減速するときの制動力によって、前記の第二の高圧エア圧縮機を駆動し、前記第二の高圧エア圧縮機によって発生させた高圧空気を前記エアタンクに入力し、該エアタンクを充填する、ことを特徴とする請求項８に記載の風エアエンジン車両。
  10. 前記ガス吐出システムは、順に接続されている第一のコントローラと、ディスペンサーと、第一のガス吐出管グループと、第一のガスノズルグループとを有し、また、順に接続されている第二のコントローラと、入力されている高圧空気を間欠的に噴出させるディスペンスコントローラと、第二のガス吐出管グループと、第二のガスノズルグループとを有し、前記エアタンクに充填されている高圧空気は、前記の第一のコントローラを介して前記ディスペンサーに入力され、そして、前記ディスペンサーにより分流された高圧空気は、前記の第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に入力され、更に、前記の第一のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続される前記の第一のガスノズルグループにおける各ガスノズルから、前記インペラ室に吹き込まれるが、前記エアタンクに充填されている高圧空気は、前記の第二のコントローラを介して前記ディスペンスコントローラに入力され、前記ディスペンスコントローラが間欠的に噴出させる高圧空気は、前記の第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に配分され、そして、前記の第二のガス吐出管グループにおける各ガス吐出管に接続される前記の第二のガスノズルグループにおける各ガスノズルから、前記インペラ室に吹き込まれるようになっている、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の風エアエンジン車両。
  11. 前記インペラ室は、いずれにもインペラが設けられ、且つ少なくとも一方に外部からの気流を吸い込むための吸気口が少なくとも一つ設置されるダブルインペラ室である、ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の風エアエンジン車両。
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