JP4782185B2

JP4782185B2 - 熱機関

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Publication number: JP4782185B2
Application number: JP2008295456A
Authority: JP
Inventors: 増山征男
Original assignee: 増山征男
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2028-11-19
Also published as: JP2009264369A; JP2010216484A; JP4840833B2

Description

本発明は機械、熱機関の動弁作動による出力損失の軽減、熱効率の向上並びに排気の中和に関する。

従来の熱機関の動弁作動は全てクランク軸の回転力を利用していた。出力損失である。
熱機関の従来の動弁の形状は茸（傘）型弁である。
戦前、英国の技術者クロス、アスピン両名が回転弁を発明した

内燃機関の歴史、養賢堂、東京大学名誉教授富塚清著。２サイクル機関の研究、養賢堂、東京大学名誉著教授富塚清著。

未排気とは燃焼直後の気筒内に閉じ込められ、排出されない状態の排気を指す。
熱機関の従来の動弁の形状は茸（傘）型揚弁である。真直ぐ排気が出来ず、茸（傘）部分にぶつかり抵抗があった。ユニフロー型機関では気筒内で旋回流を起させても、茸（傘）が邪魔になり、ここに排気の芯が残り、不完全排気であった。高速機関では排気の高効率を図る為、気筒毎に排気弁を２〜３個ずつ付ける機関もあり、即コストの上昇に繋がった。

戦前、英国の技術者クロス、アスピン両名が回転弁を発明した。彼等の発明は画期的なれど、シリンダーヘッドとの摩擦で焼付き、実用に至らなかった。１９５０年代日本でも有望と思われ、数社で単純な筒型回転弁が試みられたが冷却、潤滑がうまくゆかず、直に焼きつき、連続運転不可。全て放棄された。

従来の茸（傘）型の吸（給）排気弁は高温に曝され易くマルテンサイトやオーステナイト系の耐熱合金鋼が使用され特に排気弁は７５０度を超える高温となる為、弁軸をヒートパイプ化し中にナトリュムを封入し冷却を図る弁もある。茸（傘）型弁の欠点としては弁座磨耗が起り易い、傘部円弧亀裂破壊、傘部部分破壊、弁軸折損、潤滑油の漏れ等等何れにせよ高い加工精度が要求される、４行程機関では１気筒につき２個、自動車用の高速機関では５個、内３個は排気用。４気筒３０００ｒ．ｐ．ｍなら１気筒当り気筒蓋上に於いてカム軸１本なら３７５回転し吸入、圧縮、爆発、排気を繰返すのである。このカム軸が２本更に３本になった時の複雑さ、さらに潤滑の難しさがある。

従来の動弁駆動は潤滑必須であった。排気弁は常に高温に曝される。従前の茸（傘）弁では軸受から潤滑油が漏れ、オイル下りと言う現象が発生し、排気管から白煙を排出したり、停止後、弁軸から潤滑油が垂れ、カーボンとなり、堆積し、落下したカーボンが排気タービンを損傷することさえあった。

従来の内燃機関の動弁作動は全てクランク軸の回転力を利用していた。出力損失である。爆発後の排気の残存エネルギーは膨大である。ピストンが下死点に達してもこの爆発圧力を排して弁を推し開けるには大きな力が要る。このエネルギーを軽減することにより、燃費の改善と大気汚染防止に役立つ。この未利用の排気エネルギーは排気タービン過給機の動力や熱電素子の発電位にしか利用されていない、自然吸気機関ではそのまま排気されており不経済である。

排気タービン過給機は構造上、アクセル或いはスロットル操作に対する機関の回転反応に遅れが生じる（「ターボラグ」という）。ターボラグは機関の回転と、その排気によりタービン（１１３）の回転数が増し、同軸上の圧縮機による過給圧が上昇するまでの時間差により発生するもので、スロットル又はアクセルの開度に対し若干遅れてエンジン出力が上昇するという形で現われる、この欠点を補う為、圧縮機に電動機を装着し、アクセル又はスロットルの開度を上げると同時に電動機固定子（１１１）に通電し、強制的に所定の時間、圧縮機を回転させ、加圧給気をする。

本発明は、円錐弁（１）の形状は任意の角度を有する円錐形にし、円錐尖端部に任意の径、任意の長さの棒状の弁軸（２５）を付け、冷却出来るように該円錐弁（１）も含めて中空にし、該円錐弁（１）底面中央から該円錐弁（１）の斜面に向かって貫通する吸排気道（６）を設け、弁着座部（１Ａ）には未排気を直撃させるべく被直撃用の任意の大きさの複数の切欠（１５）を設け、該円錐弁（１）の円錐弁弁座（１Ｂ）には複数の未排気噴出孔（２）と、ピストンが下死点に到達する前の、気筒内の所定の位置に複数の未排気供給孔（４）と通路（３）を設け、爆発後の未排気を未排気供給孔（４）から通路（３）を通じて円錐弁弁座（１Ｂ）に設けた未排気噴出孔（２）から切欠（１５）への直撃を図り、更に通路（３）の途中にガスピストン（２８）を設け、当該未排気供給孔（４）から進入する未排気を直撃させ、ガスピストン（２８）に連なる動力伝達機構装置を通じて、該円錐弁（１）を円錐弁弁座（１Ｂ）から浮せ、更にピストンが未排気供給孔（４）を過ぎ、下死点に近づいた時、未排気を未排気廃棄孔（２７）から排気弁後に排出し、浮いた該円錐弁（１）を電動で可逆回転往復運動を行う為、該弁軸（２５）の円錐反対端に回転用の磁石を回転子（９）として付け、これを囲むように軸受（２６）の該円錐弁（１）反対端に独立回路を有する電磁石を、固定子（固定磁界発生ステーター）（１０）として付け、更に該弁軸（２５）に、往復運動を加速推進する為の電磁石を、電磁石上下運動用Ａ（１１）として、弁軸受用磁石（１２Ｂ）から独立分離して、弁軸磁石（１３Ｂ）と回転子（９）との間に付け、更に該軸受（２６）の円錐弁円錐側に独立回路を有する上下運動用電磁石Ｂ（１４）を任意の数を付け、反発力及び吸引力を増強させながら、該弁軸（２５）の軸方向運動もさせ、更に強化するべく、円筒状の弁軸磁石（１３Ｂ）を任意の数を固定し、該軸受（２６）には、該弁軸磁石（１３Ｂ）を包み込むように該弁軸磁石（１３Ｂ）の極と一致する同数の弁軸受用磁石（１２Ｂ）をつけ、弁軸受用磁石（１２Ｂ）と弁軸磁石（１３Ｂ）の両方の極性を同一位置にして相対立反発をさせ、該弁軸（２５）と一体になった該弁軸磁石（１３Ｂ）を弁軸受用磁石（１２Ｂ）から独立分離して取付け、該弁軸受（２６）と該弁軸（２５）の潤滑を無潤滑にし、回転子（９）を該弁軸（２５）の円錐弁反対端側に固定し、動力伝達機構装置が該弁軸（２５）を押し下げた時、通電により固定子（１０）の極性を.変えることにより、弁軸（２５）と一体になった該円錐弁（１）を回転させ、吸排気道（６）を吸気の場合は吸気口（３１）に合わせ、排気の場合は排気口（７）に合せて、吸排気をさせ、該円錐弁（１）の周囲に装着されている磁石の過熱防止対策として、該弁軸(２５)と排気口(１０)との隙間（１０２）から排気が浸入し、該弁軸磁石(１３Ｂ)の性能の劣化を防ぐため、該弁（１）開閉の際、排気口（７）と該弁軸（２５）との隙間を常に閉じる可く、該弁軸（２５）の円錐側に鍔（１００）を付け、そしてこの鍔で隙間（１０２）を常に塞ぐ為に鍔を常に弁座（１０４）に押し付ける為に鍔閉用バネ（１０５）を付け、更に排気口（７）と該弁軸磁石（１３Ｂ）との間に任意の大きさの冷却兼、排気浸入阻止用の通風路（１０１）を設け、この通風路（１０１）に所定の圧力をかけた吸（給）気を通し、反発し合う該軸受電磁石（１２Ｂ）と該弁軸磁石（１３Ｂ）間の隙間（１０２）への排気の浸入を阻止しながら、冷却をして然る後、吸（給）気に用い、加圧給気する為に、排気タービン過給機を排気口終端部に隣接して設け、未排気を、排気タービン（１１３）に直撃させるべく、未排気廃棄孔（２７）を排気タービンに近い所定の位置に設け、排気タービンの近くに、蓄熱材料（１１４）を設け、排気により赤熱した蓄熱材料（１１４）にアルカリ水を噴射し、水蒸気爆発により排気タービンの回転数をあげ同軸上にある圧縮機（１１２）の回転を上げ、水蒸気爆発ガスの気筒への逆止を図る為、逆止弁（１０７）を、未排気廃棄孔（２７）の途中に設け、排気タービン過給機の圧縮機には電動機（１１６）を装着し、スロットルの開度を上げると同時に電動機に通電し、強制的に所定の時間及び回転数にまで、圧縮機を回転させ、装着する電動機の構造は圧縮機羽（１１２）の円周上及び円周の外周側に磁石を適宜取り付け、圧縮機回転子（１１０）とし、圧縮機羽（１１２）の外周側を囲むように電磁石を装備して圧縮機固定子（固定磁界発生ステーター）（１１１）とし、通電することにより圧縮機を強制的に回転を上げ、ターボラグを解消させ、排気タービンの圧縮機羽（１１２）に圧縮空気を直撃させ、圧縮機を強制的に回転させることを特徴とする。

また本発明は、４行程機関の場合は、吸気の場合は吸排気道（６）を吸気口（３１）に、排気の場合は吸排気道（６）を排気口（７）に合せて吸排気をさせ、オゾン発生器を吸気口（３１）内に設け、吸気を活性化することを特徴とする。

また本発明は、２行程機関に用いる場合は、ピストンが掃気口の位置迄下がった時、掃気口から給気され、同時に吸排気道（６）を排気口（７）に合せて排気をさせ、オゾン発生器を掃気孔（５）内に設け、給気を活性化することを特徴とする。

本発明は熱機関（内燃、外燃機関）の動弁の無潤滑化及びその出力損失を軽減し更に排気を中和し、在来技術も利用して熱効率８０％を視野に入れる。

図４参照。本発明の円錐弁（１）の形状は任意の角度を有する円錐形にし、気筒蓋に密着密閉が容易に出来る形状にし、弁軸（２５）は該円錐弁（１）円錐部から任意の径、任意の長さの棒状にして接合し、冷却出来るように該弁（１）も含めて中空にし、冷却水又は潤滑油を循環させるか或いは強制空冷をし焼付けを防ぐ。該弁軸（２５）中央から雄螺子山（２５Ａ）を任意の長さに設け、弁（１）底面中心からは、円錐弁（１）斜面と弁軸（２５）付根の外側に向かって斜めに貫通する任意の径の穴、又は溝の吸排気道（６）を設け、この該吸排気道（６）を排気の際は排気口（７）に合せ、４行程機関にする場合は更に９０度回転させ吸気口（３１）に合せることが出来るように可逆回転を可能とする回転弁にした。そして該吸排気道（６））を排気口（７）に合わせた際、気筒蓋上が開放状態になる。ユニフロー型機関なら、竜巻現象発生、排気効果甚大。

図４を参照。請求項１に記載する該弁軸（２５）の中央に任意の長さに雄螺子（２５Ａ）を設け、ここへ弁軸磁石（１３Ｂ）を円筒型にして、内側に雌螺子を設けて弁軸磁石（１３Ｂ）を嵌めて固定し、軸受には該弁軸磁石（１３Ｂ）を包み込む電磁石をつけ軸受電磁石（１２Ｂ）とし両方の極を同一位置に一致させ、相対立反発をさせ、該弁軸（２５）と一体になった該弁軸磁石（１３Ｂ）を該軸受電磁石（１２Ｂ）から離れて取付け、該弁軸受（２６）と該弁軸（２５）の潤滑を無潤滑にする。該弁軸（２５）及び該弁軸磁石（１３Ｂ）の嵌合は螺子によらず圧着、熔着、かしめ、輪留め等々何でも可。

図３、図５を参照。該弁着座部（１Ａ）に複数個の切欠（１５）を設け、弁座に設けた未排気噴出孔（２）からの未排気を円錐弁（１）に直撃させ、弁座から離す。然る後、該円錐弁（１）を電動により０度〜１８０度可逆回転にし吸排気道（６）を吸、排気口（７）に合わせ頭上を開放し、従来に無い吸、排気効率を実現する。該円錐弁（１）を従来の機械的作動又は電動により運動させ、吸排気道（６）と排気口（７）を合せる。この時、該円錐弁の切欠（１５）に衝突した未排気は、気筒内の未排気と共に排出される。

未排気を未排気噴出孔（２）に導かず、直接排気マニホールドや排気口（７）や排気弁後に排出し弁の加熱軽減と弁駆動力を軽減させる。

図１、図２、図４参照。円錐弁（１）について。従来、内燃機関の頭上弁の駆動はプッシュロッド（ＯＨＶ）、現在はカム（ＯＨＣ）が主である。何れも茸（傘型）弁の弁軸を推す方式である。本発明は円錐弁（１）反対側端の軸受（２６）と弁軸（２５）に可逆電動機（１１６）を付けるのである。弁軸（２５）に回転子（９）を固定し、固定磁界発生機（ステーター）たる固定子（１０）は軸受（２６）に固定する。ピストンが所定の位置に下がり燃焼爆発ガスが気筒内から未排気通路（３）を経て排気され圧力が零に等しくなった時、軸受電磁石（１２Ｂ）及び電磁石軸方向運動用Ａ（１１）と電磁石軸方向運動用Ｂ（１４）に通電させ、図４参照、然る後固定子に通電して円錐弁（１）の吸排気道（６）を排気口（７）に合せ、ピストン（１９）が下死点近くに迄下がった時、掃気孔（５）から０．１キログラム以上の圧縮空気を給し、気筒内に竜巻現象を発生させ、排気効率の向上を目差す。給気圧は高い程良い。従来は茸弁が邪魔になり、茸（傘）形弁の径の排気芯が残った。この故に掃気孔（５）からの給気の圧力は高い程、瞬時にして竜巻現象発生が可能になる。本発明を４行程機関に利用する場合は該円錐弁（１）を更に９０度回転させ、吸排気道（６）を吸気口（３１）に合せる。ピストン（１９）が下死点付近に達したら、該円錐弁（１）を９０度回転させ吸排気道（６）を閉じる。そして圧縮行程にはいる。これを繰返す。

図１、図３、図４を参照。図１及び図４に記す吸（給）排気装置は図３の改良簡便型である。動作精度は図３に比し少々劣るも、製作は容易である。該弁軸（２５）の中央に設けた雄螺子（２５Ａ）に、円筒型にした永久磁石又は電磁石（１３Ｂ）に雌螺子を設けて、嵌める。軸方向に分割しても可。軸受（２６）には該弁軸磁石（１３Ｂ）を包み込む軸受電磁石（１２Ｂ）をつけ、両方の極を同一位置に一致させ、相対立反発をさせ、該弁軸（２５）と一体になった該弁軸磁石（１３Ｂ）を該軸受電磁石（１２Ｂ）から独立分離して取付け、該弁軸受（２６）と該弁軸（２５）の潤滑を無潤滑にする。磁石を用い反発吸引力を利用し浮かして非接触による軸受けにし、摺動抵抗を零にする。出力損失を軽減する為、電動回転弁にする。

図３を参照。該弁軸（２５）無潤滑の方法は該弁軸（２５）に複数個の永久磁石又は電磁石（１３Ｂ）を取付ける。Ｎ極とＳ極を交互に取付ける。該軸磁石（１３Ｂ）及び該軸受電磁石（１２Ｂ）の取付けは工作上ＮＳ極を軸方向又は直角方向どちらにしても可。軸受（２６）に付けた電磁石（１２Ｂ）と弁軸（２５）に付けた永久磁石（１３Ｂ）と同数を付け、反発吸引力を利用して弁軸（２５）を独立分離して浮せ摩擦を零にする。この結果、潤滑を省くことが出来る。故に潤滑油漏れに因る白煙排出、カーボン発生、脱落、排気タービン（１１３）損傷等の問題をかなり解決できる。弁軸磁石（１３Ｂ）は永久磁石が望ましい。該円錐弁（１）と該軸（２５）の軸方向運動を強化するために軸方向運動用電磁石Ａ（１１）及び軸方向運動用電磁石Ｂ（１４）を設け軸方向運動の速度向上と吸着反発力の強化を図る。

該円錐弁（１）と一体となっている該弁軸（２５）を可逆回転させるため該弁軸（２５）の円錐反対端に取付ける可逆電動機（１１６）は回転子（９）と固定子（１０）から構成され、固定子は電磁石を用い、回転子（９）は永久磁石を用い、回転子を該弁軸（２５）に固定し、一体となった該弁軸（２５）、該円錐弁（１）を、カム（１０３）が所定の角度を回転した時、プッシュロッド（２９）が該弁軸（２５）を押した時、固定子電磁石（１０）の極性を.変えることにより一体になっている該円錐弁（１）及び該弁軸（２５）を適度回転させ、吸排気道（６）を排気口（７）或いは吸気口（３１）に合せ、吸排気を行う。

図４を参照。該弁軸(２５)と排気口(７)との隙間（１０２）から排気が侵入し、該弁軸磁石(１３Ｂ)の性能の劣化を防ぐため、該円錐弁（１）開閉の際、排気口（７）と該弁軸（２５）との隙間を常に閉じる可く、該弁軸（２５）下部に鍔（１００）を付け、そしてこの鍔で隙間（１０２）を常に塞ぎ、鍔を常に弁座（１０４）に押し付ける鍔閉用バネ（１０５）を付ける。排気口（７）と該弁軸磁石（１３Ｂ）との間に任意の大きさの給気兼冷却通風路（１０１）を設ける。該弁軸（２５）の隙間へ侵入する排気を阻止する為に、該通風路（１０１）にの０．１キログラム以上の圧力をかけた給気の一部又は全部を通し、反発し合う該軸受電磁石（１２Ｂ）と該弁軸磁石間（１３Ｂ）への排気の侵入を阻止しながら、冷却をして然る後、給気に用いる。

軸受（２５）は、軸受磁石（１２Ｂ）の代わりに含油軸受（１０９）を用い、該弁軸磁石（１３Ｂ）の代わりに、電動機のブラシとして使われる黒鉛又は同等加工品（１１０）を円筒状又は同品を複数に分割したものを軸方向、或るいは直角方向に付け、該円錐弁（１）の潤滑を省き、一定期間無給油にし定期的に給油する。液油による循環潤滑をやめる。該円錐弁（１）を０．３乃至１．５ミリメートル程押下げる機械カムは従来通り必要、請求項１に記す未排気利用のガスピストン（２８）の利用を推奨する。

該弁軸（２５）の円錐底面反対端に設けたスラストベアリングはカムとの摩擦を軽減する為に同一品を２個にし、２個間にはボール又はテーパーローラー等を挟み、複スラストベアリングにし、更にグリース封入式にし、一定期間無給油にする。

アルカリ水の気筒内噴射は、内燃、外燃機関の排気の主成分は窒素酸化物ＮＯX及び炭酸ガス、燃料に含まれる硫黄が硫黄酸化物も生み出すため、水性ガス発生と排気の中和を兼ね、以下のアルカリ水、アンモニャ水、尿素水、苛性ソーダ水、炭酸ソーダ水、重曹水、炭酸カルシュウム水、石灰水、を単品又は複合混合水を、ＰＨを１１にして燃料噴射の着火時又は発火直後に燃焼室に噴射し水蒸気爆発（１５９６倍）を発生させながら、爆発力を増大させ、排気に含まれる窒素酸化物、炭酸ガス、硫黄酸化物等の中和も図り、大気汚染になる物質を低減する。該水噴射時期は発火直後がよい、アルカリ水は効果は苛性ソーダが最も大だが、取扱い上炭酸ソーダ又は重炭酸ソーダを推奨する。ＰＨは１１前後を推奨する。

図２を参照。ガスピストン（２８）は、この排気エネルギーを吸（給）該弁（１）の駆動力に活用する。今次大戦前、米国に於いて、半自動小銃“Ｍ１型騎兵銃”が発明された。基本的な発射機構は機関銃と同じである。ガスピストンによる遊底操作をヒントにした。燃焼爆発で発生する高温高圧の排気でガスピストン（２８）を推し、連なる所定部品を動かし、ロッカーアーム（３０）は梃子の原理を用いて支点間の距離の比率を２対１以上極力大きくし、４対１以上を推奨する。該円錐弁（１）の片道移動距離を０．１ミリメートル以上にする。０．１ミリメートル以上１．５ミリメートル以下、０．５ミリメートル
を推奨する。

図１を参照。反応遅れがちの排気タービン過給機の応答反応俊敏性を高める為に未排気を、排気タービン（１１３）に直撃させる。未排気廃棄孔（２７）を排気タービン（１１３）に近い所定の位置に設け、そして大気汚染防止と排気タービン（１１３）の冷却、更に出力増加を図る為に、未排気廃棄孔（２７）又は通路（３）内の所定の位置に水噴射孔（１０６）を設け、この水噴射孔孔（１０６）より水又は前記のアルカリ水を噴射し、水蒸気爆発（１５９６倍に膨張）を発生させ、排気に含まれるＮＯＸやＳＯＸ及びＣＯ２の中和と排気タービンの冷却と同軸上にある空気圧縮機出力の増加も図る。

図１を参照。排気タービン過給機は排気タービンの近くの所定の位置に蓄熱する材料（１１４）（ＦＣ，ＷＣ，炭化珪素、磁器、陶器、土器等）を設け、排気により赤熱した、この蓄熱材料（１１４）にアルカリ水又は水を噴射し、水蒸気爆発により排気タービン（１１３）の回転数を上げ同軸上にある圧縮機（１１２）の回転を上げる。水噴射孔（１０６）を排気タービン（１１３）に接近させ、併せて逆止弁（１０７）の冷却も図る。

電動機付排気タービン過給機の電動機の構造は圧縮機の羽（１１２）の円周上又は円周の外周側に永久磁石を適宜取り付け、圧縮機回転子（１１２Ｂ）とし、圧縮機の羽の円周上又は円周の外周側を囲むように電磁石を装備して圧縮機固定子（固定磁界発生ステーター）（１１１）として、該固定子（１１１）に通電することにより圧縮機回転子（１１２Ｂ）を強制的に回転数を上げることを特徴とする。

余剰圧縮空気を蓄えておき、必要に応じ、排気タービンの羽又は圧縮機の羽（１１２）に圧縮空気を直撃させ、冷却を兼ねながら圧縮機を強制的に回転させながら圧縮空気を給気することを特徴とする排気タービン過給機。

オゾン発生器を吸気口（３１）や掃気口（５）の任意の位置に設け、吸（給）気をオゾン化し、燃焼促進を計り、ＨＣ、ＰＭの排出を軽減することを特徴とする。

図１を参照。水蒸気爆発ガスの気筒への逆止を図る為、逆止弁（１０７）を、未排気廃棄孔（２７）のガスピストン（２８）との途中に設け、該未排気廃棄孔（２７）先端は極力タービンに接近させ、併せて逆止弁（１０７）の冷却も図ることを特徴とする。

水蒸気爆発ガスの気筒への逆止を図る為、逆止弁（１０７）を、水噴射孔（１０６）と未排気廃棄孔（２７）の後端との間又は未排気廃棄孔（２７）の途中に設け、該未排気廃棄孔（２７）先端は極力排気タービン（１１３）に接近させ、併せて逆止弁の冷却も図る。

船舶用、発電用、航空機用、自動車用その他の汎用原動機。

本発明の断面図ガスピストンによる円錐弁の動作断面図。回転円錐弁無潤滑及び電気駆動装置の断面図。回転円錐弁無潤滑及び機械駆動装置の排気進入阻止断面図。回転円錐弁未排気被直撃切欠

１円錐弁
１Ａ弁着座部
１Ｂ円錐弁弁座
２未排気噴出孔
３通路
４未排気供給孔
５掃気口（給気）
６吸排気道
６Ａ吸気孔
６Ｂ排気孔
７排気口
７Ｂ吸気口
８バネ
９回転子（ローター）
１０固定子（ステーター）固定磁界発生用
１１電磁石軸方向運動用Ａ
１２Ｂ軸受用電磁石
１３Ｂ弁軸磁石Ｂ
１４電磁石軸方向運動用Ｂ
１５切欠
１６冷媒入口
１７冷媒戻口
１８燃焼室
１９ピストン
２０連桿（コネクテイングロッド）
２１クランク軸
２４Ｂ固定子電磁石
２５弁軸
２５Ａ雄螺子
２６軸受
２７未排気廃棄孔
２８ガスピストン
２９プッシュロッド
３０ロッカーアーム
３１吸気口（４行程の場合）
１００鍔
１０１通風路
１０２隙間
１０３カム
１０４弁座
１０５鍔閉用バネ
１０６水噴射孔
１０７逆止弁
１０８排気タービン翼
１０９含油軸受
１１０黒鉛又は同等品
１１１圧縮機固定子
１１２圧縮機（圧縮機羽、インペラ）
１１２Ｂ圧縮機回転子
１１３排気タービン（ホイール型、軸流型）
１１３Ａ排気タービンホイール（ラジアル型、斜流型）
１１４蓄熱材料、FC、WC、磁器、陶器、土器
１１５永久磁石又は電磁石
１１６可逆電動機（弁軸回転用）

Claims

円錐弁（１）の形状は任意の角度を有する円錐形にし、円錐尖端部に任意の径、任意の長さの棒状の弁軸（２５）を付け、冷却出来るように該円錐弁（１）も含めて中空にし、該円錐弁（１）底面中央から該円錐弁（１）の斜面に向かって貫通する吸排気道（６）を設け、弁着座部（１Ａ）には未排気を直撃させるべく被直撃用の任意の大きさの複数の切欠（１５）を設け、該円錐弁（１）の円錐弁弁座（１Ｂ）には複数の未排気噴出孔（２）と、ピストンが下死点に到達する前の、気筒内の所定の位置に複数の未排気供給孔（４）と通路（３）を設け、爆発後の未排気を未排気供給孔（４）から通路（３）を通じて円錐弁座（１Ｂ）に設けた未排気噴出孔（２）から切欠（１５）への直撃を図り、更に通路（３）の途中にガスピストン（２８）を設け、当該未排気供給孔（４）から進入する未排気を直撃させ、ガスピストン（２８）に連なる動力伝達機構装置を通じて、該円錐弁（１）を円錐弁弁座（１Ｂ）から浮せ、更にピストンが未排気供給孔（４）を過ぎ、下死点に近づいた時、未排気廃棄孔（２７）から未排気を排気弁後に排出し、浮いた該円錐弁（１）を電動で可逆回転往復運動をさせる為、該弁軸（２５）の円錐反対端に回転用の磁石を回転子（９）として付け、これを囲むように軸受（２６）の該円錐弁（１）反対端に、独立回路を有する電磁石を、固定子（固定磁界発生ステーター）（１０）として付け、更に該弁軸（２５）に、往復運動を加速推進する為の電磁石を、電磁石上下運動用Ａ（１１）として、弁軸受用磁石（１２Ｂ）から独立分離して、弁軸磁石（１３Ｂ）と回転子（９）との間に付け、更に該軸受（２６）の円錐弁円錐側に独立回路を有する上下運動用電磁石Ｂ（１４）を任意の数を付け、反発力及び吸引力を増強させながら、該弁軸（２５）の軸方向運動もさせ、更に強化するべく、円筒状の弁軸磁石（１３Ｂ）を任意の数を固定し、該軸受（２６）には、該弁軸磁石（１３Ｂ）を包み込むように該弁軸磁石（１３Ｂ）の極と一致する同数の弁軸受用磁石（１２Ｂ）をつけ、弁軸受用磁石（１２Ｂ）と弁軸磁石（１３Ｂ）の両方の極性を同一位置にして相対立反発をさせ、該弁軸（２５）と一体になった該弁軸磁石（１３Ｂ）を該弁軸受用磁石（１２Ｂ）から独立分離して取付け、該弁軸受（２６）と該弁軸（２５）の潤滑を無潤滑にし、回転子（９）を該弁軸（２５）の円錐弁反対端側に固定し、動力伝達機構装置が該弁軸（２５）の円錐反対側の先端を押した時、通電により固定子（１０）の極性を.変えることにより、弁軸（２５）と一体になった該円錐弁（１）を回転させ、吸排気道（６）を吸気の場合は吸気口（３１）に合わせ、排気の場合は排気口（７）に合せて、吸排気をさせ、該円錐弁（１）の周囲に装着されている磁石の過熱防止対策として、該弁軸(２５)と排気口(７)との隙間（１０２）から排気が浸入し、該弁軸磁石(１３Ｂ)の性能の劣化を防ぐため、該弁（１）開閉の際、排気口（７）と該弁軸（２５）との隙間を常に閉じる可く、該弁軸（２５）の円錐側に鍔（１００）を付け、そしてこの鍔で隙間（１０２）を常に塞ぐ為に鍔を常に弁座（１０４）に押し付ける為に鍔閉用バネ（１０５）を付け、更に排気口（７）と該弁軸磁石（１３Ｂ）との間に任意の大きさの冷却兼、排気浸入阻止用の通風路（１０１）を設け、この通風路（１０１）に所定の圧力をかけた吸（給）気を通し、反発し合う該軸受電磁石（１２Ｂ）と該弁軸磁石（１３Ｂ）間の隙間（１０２）への排気の浸入を阻止しながら、冷却をして然る後、吸（給）気に用い、加圧給気をする為に、排気タービン過給器を排気口終端部に隣接して設け、未排気を、排気タービン（１１３）に直撃させるべく、未排気廃棄孔（２７）を排気タービンに近い所定の位置に設け、排気タービンの近くに、蓄熱材料（１１４）を設け、排気により赤熱した蓄熱材料（１１４）にアルカリ水を噴射し、水蒸気爆発により排気タービンの回転数をあげ、同軸上にある圧縮機（１１２）の回転を上げ、水蒸気爆発ガスの気筒への逆止を図る為、逆止弁（１０７）を、未排気廃棄孔（２７）の途中に設け、排気タービン過給機の圧縮機には電動機を装着し、装着する電動機の構造は圧縮機羽（１１２）の円周上及び円周の外周側に磁石を適宜取り付け、圧縮機回転子（１１０）とし、圧縮機羽（１１２）の外周側を囲むように電磁石を装備して圧縮機固定子（固定磁界発生ステーター）（１１１）とし、スロットルの開度を上げると同時に圧縮機固定子（１１１）に通電し、強制的に所定の時間及び回転数にまで、圧縮機を回転させ、ターボラグを解消させ、更に排気タービンの圧縮機羽（１１２）に圧縮空気を直撃させ、圧縮機を強制的に回転させることを特徴とする熱機関。
４行程機関の場合は、吸気の場合は吸排気道（６）を吸気口（３１）に、排気の場合は吸排気道（６）を排気口（７）に合せて吸排気をさせ、オゾン発生器を吸気口（３１）内に設け、吸気を活性化することを特徴とする請求項１に記載の熱機関。
２行程機関に用いる場合は、ピストンが掃気口の位置迄下がった時、掃気口から給気され、同時に吸排気道（６）を排気口（７）に合せて排気をさせ、オゾン発生器を掃気口（５）内に設け、給気を活性化することを特徴とする請求項１に記載の熱機関。