JPH025701A

JPH025701A - 容積形エンジンまたはコンプレッサ用の流体流制御方法及び装置

Info

Publication number: JPH025701A
Application number: JP63317547A
Authority: JP
Inventors: Michel Berger; マイケル　ベルガー
Original assignee: Pradom Ltd
Current assignee: Pradom Ltd
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1988-12-15
Publication date: 1990-01-10
Also published as: US4889088A; EP0323301A1; FR2624910A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は容積形エンジンのための流体流制御の方法及び
装置またはコンプレッサに係り、特に、上死点において
実質的に完全なシールを与えるシール手段を有するピス
トン処理室を介して流体の流れを強制する方法及び装置
に木質的に関連する。

本発明はまた、エンジン、コンプレッサ、パルスによっ
て動作し上記方法または装置の応用を含んだ装置、及び
シール手段、特にバルブ部材それ自体に関する。

従来の技術及び発明が解決しようとする課題フランス特
許明！８書Ｆ　Ｒ−Ａ　−１４７４８９０には、吸気ダ
クトから例えばピストン４によって圧縮を行う処理室を
介して排気ダクトへ流体の流れを強制する装置が記述さ
れている。この装置は並べられていない互いに連絡する
少なくとも３つのポート、即ち吸気ダクトと自由に連絡
している吸気ポート６、処理室と自由に連絡している中
間ポート５、及び排気ダクトと自由に連絡している排気
ポート７を有するシリンダヘッドＡ内で回転するよう設
けられた流体流制御部材８を有している。この流体流制
御部材８は回転によって処理室を同時にただ１つのダク
トに通じさせる開口部を有している（第１〜第５図参照
）。

流体流制御部材８は全ての状況下で連続的に回転するよ
う駆動され、シリンダヘッド内に処理室と吸気及び排気
ダクトの間の摩擦によって完全なシールが確実となるよ
うに配置されている（１ページ、１７〜２５行目）。シ
ールは取り付は部品１０によっても強化される。

前記文献によれば、前記装置は火花点火エンジンにおけ
るガソリンの吸気及び排気のために用いられ、この場合
処理室は通常の内燃エンジンピストン４を有する燃焼室
となる。

シリンダヘッドにはまた点火プラグ１１を挿入するポー
トが設けられている。この装置は２ストローク、ディー
ゼルなどの内燃エンジン、あらゆる燃料を用いるエンジ
ン全般に適すると規定されている（２ページ、７〜９行
目）。

フランス特許明細書Ｆ　Ｒ−Ａ　−２０９０４１４には
、シリンダヘッド（７）が全体の組立てを機械的に行う
ことを可能とする２つの部分よりなる同様の流体原料６
１１装置が記述されている。これらの部分はそれぞれの
位置に独立に固定され、シリンダヘッドは特別のアルミ
ニウムよりつくられ、シャフト（１）及びリング（２及
び８）は摩擦係数を最小として膨頭の問題を解決するよ
うな特別の形状とされている。

フランス特許明細書Ｆ　Ｒ−Ａ　−２１８４２０９は、
（火花点火）の内燃エンジン及びコンプレッサあるいは
ポンプに同じように適応できる同様の流体流制御装置に
関連している。そこでは同様の機能を果す装置で用いら
れている部品（しばしばいくつかの中間部品を介してカ
ムシャフトによって制御されるバルブ）が外部に開いて
いるシリンダヘッド内の室のひとつに流れる流体の通路
に対する障害となることにより、流体流を減速するとい
うことが強調されている。加えてこのような部品の往復
運動は全体的な効率を低下させるかなりの慣性となって
最大速度を制限し、繰り返し起こる衝撃によって構成部
品が損傷を受ける危険を生じる（１ページ、４〜１２行
目）。

回転式の流体流制御装置を用いればこのような欠点を避
けることができ部品を腐食性媒体中で動作させることが
できるように取り扱うことができ、これにより放出され
る一酸化炭素の量を減少させるために希薄混合気を受け
入れることにより火花点火エンジンからの汚染を制限す
ることができる。

フランス特許明細書Ｆ　Ｒ−Ａ　−２４１７６３６には
、４ストロークエンジン内で用いられ、エンジンのシリ
ンダ軸に垂直な水平軸のまわりに連続的に回転するよう
にされた流体流制御部品と完全に同様な他の回転式流体
流制御装置が記述されている。

フランス特許明細書ＦＲ−Ａ−１５７３３２１には内燃
エンジン、及びマルタ十字に基づいた非連続な回転式駆
動装置を用いた非連続的に回転する流体流制御装置が記
述されている。かかる装置は必要とされるシーリングが
得られないこと、及びこのエンジンに用いられる金属ま
たは合金では十分な回転速度を得られないことから、実
際的に応用することはできない。

シーリングを改良するための種々の試みがなされている
。例えばＦ　Ｒ−Ａ　−４２９１２１では、シリンダ中
の圧力に比例する圧力を受ける逆圧シューを有するもの
が記述されている。

日本国特許明細書Ｊ　Ｐ　−Ａ　−６０−１７２１６に
は他の解決策として、回転式流体流制御バルブに固定部
分６及び回転部分１２を設け、この両者をセラミック類
とすることによって熱膨頭を制限し、これによってシー
リングのロスを制限している。加えて、この解決策によ
り摩擦が小さくでき、潤滑剤を使う必要もなくなる。

本発明の発明者も他の解決策を提案しており、これはい
くつかの特許出願、特にＦ　Ｒ−８６１３５２５゜ＦＲ
−８６１７４３８，ＦＲ−８６１７４３９，及びＦＲ−
８６１７４４０のテーマとなっている。この中で特に特
許出願ＦＲ−８６１７４３９はシーリング部材を有する
回転式流体流制御装置に関連している。本発明者による
これら従来の技術文献はエンジンに対する特に有用な応
用に関連し、前記エンジンは高速または高速度回転にお
ける高い強度特性、熱的Ｗ撃に対する抵抗を有する特別
のセラミックよりなり、従来のセラミックに比べ寿命を
かなり長くすることができる。

更に、本発明者は特許出願ＦＲ−８６１３５２５におい
て、回転期間の８０％は静止している、非連続的な回転
システムについて述べている。本発明者により提案され
たこれらの解決策は、特にピストン及びシリンダが高い
運動効率及び機械効率を有するよう長円形とされたエン
ジンに適合する。

しかし、従来の流体流制御装置、そして特に回転式制御
装置における主要な欠点は、ピストンが上死点若しくは
上死点近傍にあるときのシーリングの不十分さであり、
特に圧縮サイクルの終了時及びとりわけ衝撃波が、場合
によっては圧縮化の１００〜１５０倍でディーゼルエン
ジンのレベルに達する程の圧力を生じる正確な時点での
点火におけるＩ！！眼の瞬間におけるシーリングの不足
である。

従って本発明の目的は、処理室内でピストンが往復運動
しピストンが上死点若しくは上死点の近傍にあるときに
圧縮を行う全てのタイプの流体流制御において、シーリ
ングを実質的に完全にしようとする際に存する新規な技
術的な問題を解決することである。

本発明の他の目的は、内燃エンジン、ピストンコンプレ
ッサ、またはパルス、特にジェットパルスにより動作す
る装置内におけるピストンが、上死点若しくは上死点近
傍にあるときのシーリングを実質的に完全にしようとす
る際に存する新規な技術的問題を解決することである。

本発明の他の目的は、処理室内で往復運動するピストン
が上死点若しくは上死点近傍にあるときのシーリングを
実質的に確実とし、この方法を従来の２または４ストロ
ークのエンジン及びディーゼルに適用して、吸入される
新しいガソリンと排気された燃焼ずみのガスとの混合を
防止し排気ガスが吸入回路内に侵入することを防ごうと
する際に存する新規な技術的問題を解決することである
。

本発明の他の目的は、内燃エンジン内で排気ストローク
の終了時及び吸気の前の上死点で実質的に完全なシーリ
ングを得る際に生じる新規な技術的問題を解決し、シー
リングは潤滑剤及び調整を必要とせず、時間的なずれを
生じる可能性がなく、従って回転速度あるいは圧縮化に
関係なく調整点からずれることがないものとすることで
ある。

課題を解決するための手段及び作用これら全ての技術的問題は、本発明によって単純で、か
つ産業規模で使用し得る方法で解決される。

即ち第１に、本発明は少なくとも１つの吸気ダクトから
少なくとも１つの排気ダクトへ圧縮を行う処理室を介し
て流れる流体の強制流を制御する方法を与え、上記処理
室は前記吸気ダクト及び排気ダクトに選択的に通じる少
なくとも１つのポートを有し、ピストンは処理室内で下
死点と呼ばれる前記ポートから最も遠い位置と、上死点
と呼ばれるポートに最も近い位置との間で往復運動し、
この方法は、ピストンの上死点及び上死点の近傍におけ
る前記ポートと前記処理室との間の実質的に完全なシー
リングを確実とするのに適合するシーリング手段を与え
、このシーリング手段は上死点または上死点近傍におい
て、シーリングを確実とするため適当な時点で動作し、
上死点の近傍以外では動作を停止して流体が前記ポート
を通過できるようにする。

この方法を有利に実現するには、前記シーリング手段は
上死点の直前で動作し、上死点の直後にその動作を停止
することである。

本発明の方法を有利に実現するには前記シーリング手段
はピストン上に設けられ前記開口部の方を向いていると
いうことである。

好ましい実施例においてシーリング手段はバルブ部材、
好ましくはポペット弁もしくはきのこ弁によりなる。

前記バルブ部材はピストンのヘッド部の空洞部内に並進
移動可能に、好ましくはピストンの軸と平行に並進する
ように設けられたステムを設けると有利に実現できる。

第２に、本発明はまた少なくとも１つの吸気ダクトから
圧縮を行う処理室を介して少なくとも１つの排気ダクト
へ流れる流体の強制流を制御する装置を提供し、前記処
理室は前記吸気ダクト及び前記排気ダクトに選択的に通
じる少なくとも１つのポートを有し、ピストンは処理室
内で下死点と呼ばれる前記ポートから最も遠い位置と上
死点と呼ばれるポートに最も接近した位置との間に往復
運動し、前記装置は選択的に、上死点及び上死点近傍で
実質的に完全なシーリングを確実とするよう動作し、上
死点以外では流体が前記ポートを自由に通過して前記処
理室内へ出入りできるよう動作を停止させる。

前記装置の特別の具体例において、シーリング手段はピ
ストン上に設けられている。

特に有利な具体例において、シーリング手段はバルブ部
材、好ましくはポペット弁もしくはきのこ弁型のものよ
りなる。

他の特に有利な具体例において、前記バルブ部材はピス
トンのヘッドの空洞内に並進移動するよう取り付けられ
たシステムを有し、好ましくはこの並進移動はピストン
の軸と同一方向とする。単一方向に付勢するスラスト手
段を空洞内に配置し、バルブ部材を常に前記ポートの方
へ付勢する。

好ましい具体例において、前記バルブ部材は構造的なセ
ラミックよりなる。前記バルブのひとつの具体例では、
２次元的な方向又は３次元的な方向を向いた繊維で強化
された基盤よりなる合成された構造的セラミックを用い
ている。２次元的な方向を向くようにされるｌｌ雑に対
してこの合成セラミック材は、フランス国特許出願ＦＲ
−８４−１４８００に記述されている方法によって用意
することができる。２次元的に編み込まれた！ｌ維は、
シリコンカーバイド；ジルコニウム；アルミナ；及び酸
化アルミニウムと酸化シリコンの混合物（ＡＬ２０３　
　Ｓｉ　０２　）よりなる組の中から選ぶと有利である
。繊維が埋め込まれる基盤はジルコニウム（ＺｒＯ２）
；アルミナ（ＡＬ２０３　）：及び酸化アルミニウムと
酸化シリコンの混合物（ＡＬ　２０３　　Ｓ！　０２　
）よりなる組の中から選ぶと有利である。

繊維を３次元的にする場合の合成セラミックはフランス
国特許出願Ｆ　Ｒ−８５−１９４３６において記述され
ている方法を用いて用意される。この３次元的に編まれ
た繊維は、シリコンカーバイド；チタンカーバイドとシ
リコンカーバイドの混合物：ｉ素；及び炭素よりなる組
から選ぶのが有利であり、一方基盤はシリコンカーバイ
ド；グラファイト；または炭素、または酸化ジルコニウ
ム（Ｚｒ　０２　）よりつくるのが有利であろう。

また２次元的または３次元的に延びた繊維について上で
規定したのと同様の特性を有する１次元的に延びたｌＩ
Ｈによって強化された合成セラミックを用いることも可
能である。

他の特に有利な具体例においては、上述の処理室はその
断面が長円形であり、これは断面が同様に長円形のピス
トンを受け入れる。また前記ポートもその断面が長円形
で、対応するバルブ部材も同様に断面が長円形である。

更に、本発明はエンジン、特に２ストロークまたは４ス
トロークのガソリンまたはディーゼルで動作し、回転式
流体流制御手段を有するエンジンに広く適用され、また
本発明はピストンコンプレッサ及びパルス、特にパルス
ジェットで動作する上で規定したような流体流制御装置
を有する装置にも広く適用される。

更に、本発明はシーリング手段、特に上で規定したよう
なバルブ部材を提供する。

本発明は上で特定した全ての技術的な問題を解決し、更
に期待する以上の技術的な利点が得られることが理解さ
れるだろう。

本発明はピストンが上死点にあるときの全体的な正確な
シーリングの瞬間を与え、このことは、特に内燃エンジ
ン内の最大圧縮時及び衝撃波が生じる瞬間において非常
に重要なことである。

加えて、本発明によれば従来の排気バルブヘッドに対し
て行った燃焼効果の危険がない。更に高温で腐食性の排
気ガスは排気サイクル中にバルブ部材のヘッド及びステ
ム上を通過せず、これによりバルブヘッドの幾何学的形
状はエンジンの寿命を通して変化せず一定である。

潤滑剤及び調整は必要でなく、加えてエンジンが４スト
ロークか２ストロークかに関係なく時間的ずれが生じる
可能性もない。

高温で腐食性の排気ガスが決してバルブ部材上を通過し
ないことからエンジンの寿命までの間圧縮化は正確に一
定である。

これらのシーリング手段が存在することによって、そし
て特にバルブ部材として用いることによって膨頭の瞬間
にガスが作用する全ピストン領域は通常のピストンより
も大きい。この全領域は（ピストンの領域）＋（バルブ
部材の領域）（バルブのステムの断面積）として定義さ
れる。

本発明は排気バルブヘッドに対してスラストを与える本
発明のバルブ部材を用いることにより、既に従来のバル
ブを有しているエンジン内でも使用することができる。

本発明の他の目的、特徴、及び利点については、純粋に
具体例のみを示し発明の範囲を制限することなく、好ま
しい具体例を示す添付図面を参照しつつ、述べる以下の
説明によってより明らかとなろう。

実施例第１図乃至第４図、特に第１図と第２図を参照して説明
する。

第１図は非連続的に回転する流体流制御手段が設けられ
、内部燃焼室内で流体の流れを制御するのに用いられる
本発明の流体原料ｔ［ｌ装置を通るように垂直軸に沿っ
た断面図であり、エンジンはこの場合４ストロークでそ
の部品はセラミック材よりなり、この場合は燃焼室であ
る処理室はその断面が長円形で２つの点火プラグ及び断
面が長円形のピストンを有し、この図の断面は第３図の
ニー■で示す線に沿ったもので、ピストンは上死点と下
死点の中間に位置している；第４図は第２図に示す上死点にあるピストンを拡大して
詳しく示した図であり、本発明の好ましい具体例に従っ
てシーリング手段がきのこ形のバルブ部材よりなること
を示している。通常のエンジンシリンダブロック１は冷
却液が流れる開口部２を有している。内側ライナ３は、
この場合その中で爆発が起こる燃焼室を構成する処理室
３０を規定する。

このエンジンブロックの上部には上半部のシリンダヘッ
ド４と上半部のシリンダヘッド８を形成するシリンダヘ
ッドがあり、これはセラミック製とすれば有利である。

点火プラグ５及び６は下半部のシリンダ４上に配置され
、ここには処理室３０と吸気ダクト１０または排気ダク
ト１１との間に通じさせるためのポート７を有している
。

上半部のシリンダヘッド８は適当な固定手段、例えばボ
ルト９によって下半部のシリンダヘッド４に固定されて
いる。この上半部及び下半部のシリンダヘッド８．９に
よって吸気ダクト１０及び排気ダクト１１に対する経路
、及び処理室３０の軸と交差しその対称面内にある水平
軸のまわりに円形断面となる中央の円柱状ボア１２を規
定する。

流体流制御手段１３は円形断面のボア１２内に、参考文
献として挙げた本出願人の以前のフランス国特許出願番
号Ｆ　Ｒ−８６−１３５２５及びＦＲ−８６−１３４３
８に記述されたように設けられている。

この流体流制御手段１３は、処理室３０を選択的に第１
図に示すように吸気ダクト１０につなぐか、または排気
ダクト１１につなぐポート３２を有し、第２図に中間位
置にある状態を示す、これら２つの上半部及び下半部の
シリンダ４，８及びＦ　Ｒ−８６−１３５２５に述べた
ように非連続的に回転するようにされた流体流制御手段
１３の間には、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｇで示すシーリン
グセンタリング部材が設けられる。

流体流制御手段１３及び２つの半分のシリンダヘッド４
．８よりなるシリンダヘッドは金属酸化物をちととして
、合成セラミック、または上述の本出願人による以前の
出願に記述されたセラミックーセラミックを生じるよう
に繊維で強化された特殊構造の適当なセラミックよりな
る。

ピストン１５は処理室３０の内側に配置されシーリング
部材１６を有している。ピストン１５はピストンロッド
１７に固定され、第１図には半ストローク位置にある状
態が、第２図には上死点にある状態（即ら、ポート７に
最も近い状態）が示されており、ポート７から最も離れ
た位置は通常下死点と呼ばれる。

図示された具体例において規定され、内燃エンジンに適
用される流体流制御装置は、選択的に第２図に示すよう
にピストンの上死点及びその近傍において実質的に完全
なシーリングを与えるよう動作し、また上死点以外の場
合には第１図に示すように、流体が前記ポート７を自由
に通って前記処理室３０に入り込み、またはここから流
れ出るようにするために動作を停止するシーリング手段
１８を有することを特徴とする特に有利な具体例において、このシーリング手段１８は
図示するようにピストン１５上に設けられる。

このシーリング手段１８は第５図に別に斜視図で示すよ
うな少なくとも１つのバルブ部材２０を有している。

このバルブ部材２０は少なくとも１つのステム２２を有
している（この場合には３つである）。

バルブ部材２０はピストン１５のヘッド内に設けられた
空洞部２４内で並進移動するように、好ましくはピスト
ン１５のｌ袖Ｘ−Ｘに沿った軸方向、即ち処理室３０の
軸に沿って移動するように取り付けられる。バルブ部材
２０を常にポート７の方向に付勢するために、空洞部２
４内に単一方向のスラスト手段２６が設けられる。

ポート７の大きさは、バルブ部材２０の動作表面領域２
１とともに第３図に一点鎖線で示す。通常の方法ではこ
の動作表面領域２１は、ポート７の領域よりも大きく、
バルブ部材２０をポート７の側面に押圧することにより
完全なシーリングを与えることができる。

バルブ部材２０は、好ましくは第４図に示すようにポペ
ット弁またはきのこ弁とする。従ってバルブ部材２０の
動作表面２１は凸面である。この動作表面２１はポート
７のまわりのシリンダヘッド４の底部に与えられた環状
の断面Ｓの当接面と協働してバルブ部材２０とポート７
の側面との間の完全なシーリングを与え、処理室３０と
ポート７の間の流体の流れを防ぐ。

バルブ部材２０をピストン１５の空洞部２４内に設ける
ために、ピストン１５は内側へ向う突起５０を有し、こ
こへ空洞部２４が形成されバルブ部材２０のステム２２
が受け入れられる。この空洞部は断面が空洞部２４の一
般的な断面よりも小さい導通孔３２を有し、これによっ
て環状の係止部３４を規定する。加えてバルブ２０の夫
々のステム２２には、部材３８を設けるための環状の溝
３６が設けられ、バルブ部材２０を空洞部２４に挿入す
るときはこの部材３０を圧縮する。−度断面が小さい導
通孔３２に挿入されると、部材３８は膨頭してステム２
２を空洞部２４内にロックする。この部材３８は通常第
４図に示すように配置された単一方向のスラスト手段２
６によって常に係止部３４に対して付勢されている。こ
のような配置で、バルブ２０は高さｈの幅にわたってポ
ート７から軸方向に変位することができる。

更に、各ステム２２は、ピストン１５が上死点に達する
以前、即ち簡単に理解されるように、ピストン１５が上
死点から九の距離となった瞬間にバルブ部材２０が底部
シリンダヘッド４の当接面２８に嵌合するように設計さ
れている。

従って、ピストン１５が上死点方向へ移動しバルブ部材
２０が表面２８に接してポート７を閉じたときもぐスト
ン１５はわずかな距１ｈだけ上昇を続け、バルブ２０を
一種のシートとなる表面２８に対して確実にロックし、
更に上死点を通過してピストン１５が上死点から同じ距
＋１１ｔｈだけ下に離れるまで同様の動作が続くことが
理解される。

本出願人による以前の出願Ｆ　Ｒ−８６−１３５２５及
びＦ　Ｒ−８６−１７４３８に記述されたマルタ十字に
よる非連続な回転式流体流制御を用いるときは、この期
間は回転手段１３が４分の１回転する期間に対応する。

上死点及び上死点近傍にあるきは、ピストンのポート７
方向へ向う変位によって駆動される単一方向のスラスト
手段２６（例えばばね）を圧縮することにより得られる
スラストがバルブ部材２０に加えられることによって燃
焼室は完全にシールされる。これにより前にした期待以
上の決定的な技術的な利点が得られることが理解される
。

更に、問題となっているエンジンが４ストロークエンジ
ンの場合、夫々のサイクル（クランクシャフトの２回転
）はシーリングが木質的な問題となる上死点が２回含む
。吸気サイクルの模には、上死点において圧縮化が非常
に高く、特にディーゼルエンジンの場合２０〜２５とな
るために完全なシーリングが必要とされる圧縮サイクル
がある。

このシーリングはｌ１ｉｌ波が生じる点火の瞬間（どの
ように点火されるにしても）にも維持されなければなら
ない。これは非常に短い時間であるが圧縮比は非常に高
くなり、エンジンの圧縮比の１００〜１５０倍にも達す
る。膨頭サイクルはこれに続き、バルブ部材はもどの位
置へ戻る。

この膨頭サイクルに続いて再び排気サイクルとなり、排
気の終了時に同じパルプ２０は、ガスが排気された後再
び完全なシールドを行う。この瞬間に流体流制御部材１
３は第１図に示す吸気位置に移動し、そして排気と吸気
の間の短い期間の間に生じる全てのシーリングによって
排気が吸気回路中へ流れ込むという危険はなくなる。

このことは第１図に明らかに示され、吸気サイクルの期
間中ピストン１５のヘッドは下へさがりバルブ部材２０
は単一方向のスラスト手段２６によって可能な限りヘッ
ドから離れている。一方策２図では圧縮サイクルを示し
、ピストンは上死点にあってバルブ部材２０は完全にポ
ート７を閉じスラスト手段２６を圧縮し、ピストン１５
のヘッドとバルブ部材２０のヘッドの距離は、上死点と
第４図に示す高さｈの幅の間で変化している。

上述のシーリング手段１８を有するこのような流体流制
御装置は上に規定した流体流制御方法を用いることを可
能とし、２ストロークか４ストロークか、またはガソリ
ン燃料によるものかディーゼル燃料によるのかに関係な
く、特に内燃エンジンに適合し、更に特に長円形の断面
をもつ処理室及び長方形の断面をもつピストンを有する
回転式流体流制御手段を有するエンジンに適合する。他
の有利な応用はピストンコンプレッサに関するものであ
り、また更に他の応用はパルス、特にパルスジェットに
よって動作する装置に関するものである。

本発明はまた新規な産業上の製品となるシーリング手段
１８．特にバルブ部材２０．及びこのシーリング手段が
設けられるピストン１５にまで拡張される。

シーリング手段１８．特にバルブ部材２０は図面に示す
ように、それ自身で、またはピストン１５上に取り付け
られて本発明の必須部分を形成し、本明細書中では全体
として統合されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる容積形エンジンの垂直軸に沿った
断面図；第２図警ま上死点にあるピストンを示す第１図と同様の
図：第３図は第１図の■−■で示す線に沿った断面図：第４図は上死点にあるピストンを拡大して詳しく示した
図；第５図はこの場合３つのステムを有し第１図乃至第４図
に示すようにピストン内に設けられる本発明のシーリン
グ手段の斜視図である。１・・・シリンダブロック、４・・・下半部シリンダ、
５．６・・・点火プラグ、７・・・ポート、８・・・上
半部シリンダ、９・・・ボルト、１０・・・吸気ダクト
、１１・・・排気ダクト、１３・・・流体流制御手段、
１５・・・ピストン、１８・・・シーリング手段、２０
・・・バルブ部材、２１・・・動作表面、２２・・・ス
テム、２４・・・空洞部、２６・・・スラスト手段（ば
ね）、２８・・・当接面、３ｏ・・・処理室、３２・・
・導通孔、３４・・・係止部、５０・・・突起。特許出願人　ブラドム　リミテッド

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１つの吸気ダクトから圧縮が行われる
処理室を介して少なくとも１つの排気ダクトへ流れる流
体の強制流を制御する方法であって、前記処理室には前
記吸気ダクト及び前記排気ダクトに選択的に接続される
少なくとも１つのポート、及び前記処理室内で通常下死
点と呼ばれる前記ポートから最も遠い位置と通常上死点
と呼ばれる前記ポートに最も接近した位置との間で往復
するピストンが設けられ、前記ピストン（１５）の上死
点及び上死点の近傍において前記ポートと前記処理室と
の間のシールを実質的に確実なものとする適当なシール
手段（１８）を設け；前記シール手段（１８）は前記上
死点または上死点の近傍における完全なシールを確実と
する適当な瞬間に動作し、更に前記シール手段（１８）
は上死点近傍以外のところでは前記流体が前記ポート（
７）を通過できるよう動作を停止することを特徴とする
流体の強制流を制御する方法。
（２）前記シール手段（１８）は上死点の直前で動作し
、上死点を通過した直後に動作を停止することを特徴と
する請求項１記載の方法。
（３）前記シール手段（１８）はピストン（１５）上に
設けられ前記開口部（７）の方を向いていることを特徴
とする請求項１または２記載の方法。
（４）前記シール手段（１８）は、ポペット弁またはき
のこ弁を用いると有利であるバルブ部材（２０）を有す
ることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項
記載の方法。
（５）少なくとも１つの吸気ダクト（１０）から圧縮が
行われる処理室（３０）を介して少なくとも１つの排気
ダクト（１１）へ流れる流体の強制流を制御し、前記処
理室には前記吸気ダクト（１０）及び前記排気ダクト（
１１）に選択的に接続される少なくとも１つのポート（
７）、及び前記処理室内で通常下死点と呼ばれる前記ポ
ート（７）から最も遠い位置と通常上死点と呼ばれる前
記ポート（７）に最も接近した位置との間で往復するピ
ストン（１５）が設けられている装置であって、ピスト
ン（１５）の上死点または上死点の近傍において実質的
に完全なシールを確実とするよう選択的に動作し、また
は上死点以外では前記流体が前記ポート（７）を自由に
通過して前記処理室（３０）に出入り可能とするよう動
作を停止するシール手段１８）を具備することを特徴と
する流体の強制流を制御する装置。
（６）シール手段（１８）はピストン（１５）上に設け
られたことを特徴とする請求項５記載の装置。
（７）シール手段（１８）はポペット弁またはきのこ弁
を用いると有利であるバルブ部材（２０）よりなること
を特徴とする請求項５または６記載の装置。
（８）前記バルブ部材（２０）はピストン（１５）のヘ
ッドにある空洞部（２４）内で並進移動するよう、そし
て好ましくはピストン（１５）の軸に沿って並進移動す
るよう設けられた少なくとも１つのステム（２２）、及
び前記空洞部（２４）内に設けられバルブ部材（２０）
を常に前記ポート（７）の方向へ付勢する単一方向のス
ラスト手段（２６）を具備することを特徴とする請求項
７記載の装置。
（９）ピストン（１５）のヘッドは、バルブ部材（２０
）のステム（２０）を受け入れるためにピストン（１５
）内へ突出する突出部（５０）を有することを特徴とす
る請求項８記載の装置。
（１０）バルブ部材（２０）は、１次元的、２次元的、
もしくは３次元的な方向を向いた繊維によって強化され
た基盤からなる複合セラミックを用いると有利である構
造的なセラミックよりなることを特徴とする請求項５乃
至９のうちいずれか１項記載の装置。
（１１）基盤は酸化ジルコニウム；アルミナ；酸化アル
ミニウムと酸化シリコンの混合物；シリコンカーバイド
；グラファイト；炭素；の中から選ばれた１つの物質よ
りなり、繊維はシリコンカーバイド；酸化ジルコニウム
；アルミナ；酸化アルミニウムと酸化シリコンの混合物
；シリコンカーバイド；カーバイドシリコンとチタンカ
ーバイドの混合物；硼素；炭素；の中から選ばれた１つ
の物質よりなることを特徴とする請求項１０記載の装置
。
（１２）前記処理室（３０）はその断面が長円形であり
、前記ポート（７）もその断面が長円形であり、前記ピ
ストン（１５）もその断面が長円形であり、前記バルブ
部材（２０）はその断面が長円形であるとともにポート
（７）の断面よりも大きい動作表面を有することを特徴
とする請求項５乃至１１のうちいずれか１項記載の装置
。
（１３）バルブ部材（２０）の動作表面（２１）はポー
ト（７）のまわりの平坦面（２８）に当接し、バルブ部
材（２０）の動作表面（２１）とポート（７）の周囲（
２８）との間の接触による完全なシールを与えることを
特徴とする請求項１２記載の装置。
（１４）請求項５乃至１２のうちいずれか１項記載の装
置が設けられたこと、または請求項１乃至４のうちいず
れか１項記載の方法が用いられたことを特徴とするエン
ジン、特にディーゼルによるガソリンによる４ストロー
クまたは２ストロークのエンジン。
（１５）請求項５乃至１２のうちいずれか１項記載の装
置が設けられたこと、または請求項１乃至４のうちいず
れか１項記載の方法が用いられたことを特徴とするピス
トンコンプレッサ。
（１６）請求項５乃至１２のうちいずれか１項記載の装
置が設けられ、または請求項１乃至４のうちいずれか１
項記載の方法が用いたことを特徴とする、パルス、特に
パルスジェットにより動作する装置。