JPH03134254A

JPH03134254A - 連続燃焼式熱エンジン

Info

Publication number: JPH03134254A
Application number: JP26796589A
Authority: JP
Inventors: F Albert Albert; アルバート　エフ．アルバート
Original assignee: Combustion Research and Technology Inc
Current assignee: Combustion Research and Technology Inc
Priority date: 1989-10-12
Filing date: 1989-10-12
Publication date: 1991-06-07

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］本発明はプレイトンサイクル（Ｂｒａ７ｔｏｎ　ｃｙｃ
ｌｅ）を使用する連続燃焼式熱エンジンに関するもので
、更に特定するならば、エンジンの変動する負荷必要条
件を適応させるため、可変容量比エキスパンダおよび可
変圧力比コンプレッサを併せもつ正変位作業用構成品を
有する連続燃焼式エンジンに関するものである。

［従来の技術］一般に、特に石油と自動車産業界にとっては周知のこと
であるが、液状炭水化物燃料の供給制限並びに価格増加
の圧力が、より良質で効率の良好なエンジンの開発に対
し刺戟を与えてきた。全般的に求められる開発要素は、
価格の安いこと、装備費の安いこと、寿命の長いこと、
振動および雑音の低いこと、排出物が少量なこと、体積
と重量が小さいこと、応答が早いこと、起動が容易なこ
と、および炭化水素留分の広範囲を利用する能力である
。

燃料を最も効率よく使用するために望ましい特性として
は、燃焼温度が出来る限り高いこと、燃料燃焼時間が短
いこと、膨張以前に完全燃焼を行うこと、閉鎖形構造物
に対する輻射、伝導、対流による熱損失が少ないことが
挙げられる。膨張行程中に機械的仕事の抽出が最大とな
り、続いて排気ガス温度が低（なるのは、高能率に対し
ては良好なサイクル設計である。構造用材料を最も効率
的に使用するための機械的な考慮としては、材料費を最
小にして高強度／密度比を得ること、外国製または、希
少な合金部材の使用を最小限に止めること、振動を受け
る部品に対しては内部減衰係数が大きいこと、および運
動する部品、または曲げおよび／または摩擦を受ける部
品の疲労／磨耗寿命が長いことである。

従来の２サイクルまたは４サイクルの往復運動エンジン
またはロータリエンジンでは、間歇的、またはサイクル
的な燃焼行程を利用し、これにより、アルミニウムまた
は鋳鉄のような材料に適切な低い平均温度が得られるよ
うにしている。燃焼温度は短時間は１６５０°Ｃ（３，
０００’Ｆ）を超過するが、ピストンの平均温度は２６
０℃（５００’Ｆ）以下である。その理由は、冷却剤、
潤滑油および吸気により熱が伝導除去されるからである
。

ガスタービンエンジンでは、燃焼室内での一定圧爆発と
連続燃料を利用しており、同室には室壁を冷却してター
ビンノズルおよびタービン翼を保護する目的の過剰空気
が供給される。

回転型コンプレッサおよびタービンの回転速度が極端に
大きい場合は、潜在的な危険が温存し、回転面内に保護
掩蔽物が必要になる。主要な利点は、重量が非常に小さ
いこと、完全燃焼を行うこと、および振動の影響を受け
ないことである。タービンの不利な点は、起動に時間が
かかること、特に部分動力運転での高燃費、翼の腐蝕と
破損による性能低下を起し易いこと、コンプレッサ中で
流れのストールやサージが発生しなくても、コンプレッ
サ流のタービン容量へのマツチングに対する鋭敏さがあ
ることである。

形式的には、４０年以上−船釣に採用されてきたタービ
ン充填式エンジンからパワータービン出力駆動用の燃焼
器に使用されてきた自由ピストンエンジンに至るまでの
組み合わせにおいて、エンジン産業では多気筒レシプロ
エンジンを高速タービンと組み合わせる試行を実施して
きた。これ等の試行ではピストン−シリンダ燃焼室の効
率は高いが瞬間的でサイクル的な作動を使用する方法を
求めてきた。

どのようなオープンサイクル熱エンジンであっても、作
動流体は３つの主要行程、即ち、圧縮、加熱、膨張の行
程を経過する。３つの主要行程は夫々別個の構成品内で
行うことが可能で、これにより多種の行程に区分するこ
とになる。対照的には、オツトーサイクルやディーゼル
サイクルのような熱エンジンが単一な物理的構成品とし
て設計され、継続的に発生する必要機能を実施すること
になる。以上のような理由で、この種のエンジンは間歇
的燃焼エンジンである。

３つの機能中で１つの特定機能と特性を他の２つの機能
と関連しないよう処理する夫々の構成品を若し設計者が
開発できるならば、各行程の効率を著しく増加させるこ
とが可能になる。例えば、コンプレッサの構成品は、高
温放射の特性を考慮せず設計することが可能になるが、
その理由はその唯一の機能は空気を圧縮して燃焼構成品
に送ることであるからである。理想的には、燃焼器の唯
一の目的はコンプレッサから圧縮空気を受け、次に別途
に導入される燃料を受けることである。構成品を別個に
することにより連続燃焼が可能になり、これによって燃
焼過程は真に多燃料能力をもつようになり、その限度は
燃料を燃焼室に噴射させる設計者の力量だけに支配され
る。この安定した定圧燃焼過程では、ガス、固体または
液体燃料が使用可能になる筈である。

本発明においては、米国特許第４．３３６．６８６号に
記載のように、カム形態の代りにクランクシャフトを使
用することによって先行エンジンのもつ欠点を改善して
いる。本発明が先行特許のエンジンと根本的に異なるの
は、レシプロ運動を回転運動に変換するためクランクシ
ャフトを介して直結が行われる点である。このように、
先行特許はここで説明し特許請求しているエンジンには
該当しない。出願人には本発明に該当する先行技術はな
い確信がある。

［発明の開示コ本発明の対象は、燃焼室に空気を供給する多ピストンコ
ンプレッサ構成品と正変位ピストンエキスパンダを利用
した連続燃焼熱エンジンである。

エキスパンダは容量比が可変であるが、コンプレッサは
圧力比が可変である。各ピストンには夫々固有のクラン
クシャフトがあり、動力出力用の出力軸とギヤ結合して
いる。エキスパンダと駆動されるコンプレッサの間に可
変速駆動装置を配置することが可能である。

従って、連続燃焼行程で機能を発揮し、点火または噴射
のタイミングの必要のないエンジンを提供することが、
本発明の特徴の１つになっている。

このエンジンの圧力比を選択する基準は、オツトーサイ
クルまたはディーゼルサイクルエンジンで必要であるよ
うに、サイクル必要条件であり、使用する特殊燃料の特
性ではない。エンジンの作動状況に関係なく圧力比を最
適にすることは、エンジンの設計段階で可能である。エ
ンジンに可変出力が要求されると、圧力を変化させる必
要が生じるが、このために現在の設計ではこの可変性を
取入れている。このエンジンはオツトーエンジンやディ
ーゼルエンジンと同様な低速エンジンである。

ガスタービンとは異なり、本エンジンは、どのような寸
法範囲でも実用可能である。連続燃焼であるため、オツ
トーおよびディーゼル両エンジンの好ましくない特性で
ある、機械的構成部品に加えられる破壊的なスパイク熱
や圧力負荷が除去される。このエンジンではランキンサ
イクルと同様に停止またはアイドル運転時でもトルクが
ある。このサイクルは比較的低い燃焼温度で作動して酸
化窒素の発生を緩和し、且つ実質的な完全燃焼を可能に
している。従ってサイクルによる汚染は、従来知られて
いるエンジンよりも著しく低い。このエンジンのユニー
クな機械的設計により、例えば単一行程クランクシャフ
トのような比較的単純で安価な構成部品の使用が可能に
なる。更に、本エンジンは連繋される複雑な弁系統や機
械系統と対向する開口型吸気方式を使用している。オツ
トーエンジンやディーゼルエンジンでは一体化された部
品であるカム軸、ブツシュ棒、その他の関連タイミング
機構は全熱存在しない。本設計によって、エキスパンダ
構成品に可変容量比機能を併入することが可能である。

３つの分離した主要な機能により、設計者はユニークな
可変容量能力のあるエキスパンダを設計することができ
るが、この能力は、エンジンに対する負荷要求が連続的
に且つ定常的に変化している自動車関係分野への応用に
対しては特に貴重なものである。

エンジンを通過するガスの速力が低いためガスタービン
動空気力学的作動構成品に関連する構成品効率損を受け
ることはない。このエンジンは大きい回転速度範囲、可
変圧力比コンプレッサおよび可変容量エキスパンダの能
力を備えているので、自動車のデユーティサイクルにこ
のエンジンを使用することが非常に現実化している。そ
のトルク特性としては現在使用中の伝導装置の特性より
も複雑さの少ない伝導装置が必要になる筈である。

この可変膨張比ピストンにより、エキスパンダは、膨張
過程の出力行程初期で入口圧力が変化するにつれて動力
を効果的に発生させることが可能である。圧力は燃焼室
温度により決定するが、その温度は次に、動力要求、即
ち燃料注入率により決定する。

［実施例］コンプレッサ第１図から第１１図までは、コンプレッサ、燃焼器およ
びエキスパンダの構成品の構造の詳細を示したものであ
る。

本発明のエンジンに含まれるのは、符号１２で全体を指
定されるコンプレッサ構成品、１４で指定される燃焼器
および１６で指定されるエキスパンダである。特に差異
が示されぬかぎり、コンプレッサ１２とエキスパンダ１
６は通常は同一物である。従って第３図の分解図は、図
の一部に示されているピストンヘッド、ブロックおよび
マニホールドの設計に差異があること以外は、コンプレ
ッサとエキスパンダの構成品の両方に当てはまる。

コンプレッサのシリンダブロック２０は通常は立方体ま
たは直方体のブロック形であり、４つのシリンダ取付側
面、即ち表面２６と共に入口端２２および出口端２４を
備えている。円筒形のマニホールド空洞が入口端２２か
らブロックの中心近傍のブロック仕切壁３４まで延在し
、後述する円転型マニホールドを収納する。シリンダ取
付表面２６の夫々をマニホールド空洞２８に連通させる
のは狭い入口孔３０である。出口孔３２には、特に第４
図および第６図に見られるように、出口、即ち排出孔３
２を介してコンプレッサから排出される圧縮空気用の一
方向差圧弁を設けるものとする。

ブロック仕切り３４は入口３２と出口空洞２９内に開く
出口３２の間に存在する。

上記のように、第６図に示したブロック２０゜マニホー
ルド２８および第５図に示す１個のピストンの分解斜視
図といったコンプレッサ１２に固有なものを除いて、第
３図中の構造物の残部は、コンプレッサとエキスパンダ
の両方に適用可能である。第３図の部分によっては、コ
ンプレッサとエキスパンダで部品が構造的に異なる場合
の相互識別のため２重の符号付けを行っている。

第６図のブロック２０には、シリンダ４０を除去可能に
取付けるのであるが、これ等は円筒形部材であり、これ
には一連の孔をもつボルト取付用フランジ４２が設けら
れ、これ等の孔はブロック中の孔にボルトによって結合
される。シリンダは、外部４８と取付端５０とを有し、
環状取付リングまたはフランジ４２によって取付けが容
易になる。

各シリンダ４０には下部の縁５２および長さ方向の縁５
２で限定される２個所の切欠部があり、シリンダの相対
する側での切り取り領域を形成する。

シリンダの上半端部での切り取り部分の使用目的を以下
に説明する。

フレーム６４には外側縁６４と内側縁６６がある。リン
グ６０にも外側面即ち表面６８と内側面即ち面７０があ
る。第４図を見ればわかる通り、内側表面６６またはリ
ング６０は、各シリンダの切り取り部の底縁５２に当接
し、内面７０は外方向に延伸する表面、または縁５４に
全般的に当接するが、これは第４図で最もよくわかる。

同様にしてシリンダ６２は外側縁７２、内側縁７４、内
側面７６および弁側縁７８を有する。クランク軸軸受８
０は第３図で最もわかり易い位置で両側フレームリング
内に位置している。

コンプレッサ１２は第４図および第５図のように連結稈
９４を介して、軸受８０の軸１００上のクランクピン９
６およびクランク９８にリストピン９２によって接続さ
れる従来型ピストンを使用している。ピニオン軸１０２
はクランク軸１００から同軸にリング６０の一方に延び
、その位置でピニオンギヤ１０４を固定させている。ピ
ニオンギヤ１０４は次に軸受１０８上に設置したサンギ
ヤ１０６によって駆動されるが、この点は特に第４図を
参照するとよい。これにより、ここに示した実施例では
、ピニオン１０４と連絡した４個のピストンが設置され
ていることがわかる筈である。

全般的に符号１１０で指定される円筒形のマニホールド
組立品には環状フランジ、即ちギヤ結合装置１１４があ
る。ギヤ結合装置１１４は、第４図を参照すれば判るよ
うに、サンギヤ１０６と共に回転し、且つマニホールド
組立品１１０を回転させるために取付けられている。

コンプレッサマニホールド組立品１１０は、縦長の円筒
形部材で入口端１２０と、仕切り３４の次にある端壁１
２２を有する。分離周壁仕切り３４は空気入口領域１２
６および圧縮空気排出領域１２８を有するマニホールド
組立品を分割または分離する。第１図および第２図では
、マニホールド組立品１１０中にある開口１３０は孔３
０、およびピストン９０の外方向進動と一致し、空気が
開口１３０および孔３０を通じてブロック内へ、且つ圧
縮室内に吸入され、ブロックの孔３２中にある一方向弁
は開いて、圧縮空気が区画１２８中に解放されることを
示している。

サンギヤ１０６を駆動する出力は軸１３４にギヤ１３６
を介して供給されるが、このギヤ１３６はコンプレッサ
と連繋するエキスパンダか軸１３４を介してコンプレッ
サにエネルギーを供給する目的の他の動力源の何れかに
よって駆動することが可能である。

収納部材１３７，１３８および１４０はコンプレッサを
包装するために用意する。燃料ライン１２７は空気取入
室１２６、マニホールド端壁１２２、ブロック仕切壁３
４、および排出室１２８を通って燃焼室１４まで延びる
。

エキスパンダ第３図および第７図に示すエキスパンダブロックは、立
方体形または直方体形で、通常は、符号１５０で指定さ
れ、内端１５２および外端１５４がある。これにはシリ
ンダ取付側面１５６が設けであるが、本実施例では、こ
の種のシリンダ取付側面１５６が４面ある。各ブロック
にはガス入口孔１６０およびガス出口孔１６２を有する
夫々のシリンダ取付面のあるマニホールド空洞１５８が
ある。このブロック１５０は立方体として描かれている
が、その外形は装備するシリンダの数等の設計思想によ
り変更が可能である。

第１図、第２図、第３図および第７図に示しである回転
式シリンダマニホールド組立品１６０には、内端１６８
と排出端１７０がある。仕切り１７２は、第１図、第２
図および第７図で非常によくわかるように、マニホール
ド組立品１６６を、ガス入口区画１４７とガス出口区画
１７６に分離するために設ける。マニホールド１６６に
はガス入口開口１７８およびガス出口開口１８０がある
。

第７図は、マニホールド組立品には環状で半径方向に配
置された取付ボス１８４が装備されるが、このボスは接
続部材のギヤ１０６として有効に接続されていることを
示している。

コンプレッサ１２では単一ピストンを利用するが、エキ
スパンダ自体には通常は符号１９０で指定される可変膨
張比ピストンが装備され、その詳細は第７図および第９
図乃至第１１図にわかり易く示しである。ピストン１９
０には通常は符号１９２で指定される従来型のホスト部
分があり、これにはピストンヘッド１９４、ピストンス
カート１９０および環状で半径方向に配置された食い違
い壁部１９８が含まれている。リストピン９２はクラン
ク９８に対する接続９４を確実にする。固定したピスト
ンヘッド部１９２とは無関係な縦方向の自由移動を制限
されて取付けられているのは、ヘッド２０２をもつピス
トンキャップ部２００と、ピストンリング２０６をもつ
スカート２０４である。作動を説明する際に詳細に説明
するが、エキスパンダピストンのピストンキャップ部２
００はシリンダ内の圧力が膨張サイクルの完了後に大気
圧以下に低下するのを防止する。ホストピストン部分１
９２のスカート部１９６はシリンダ壁とは係合しない。

ピストンリング２０６を有するピストンキャップ部２０
０のスカート部２０４は、膨張行程中にシリンダ壁と係
合して、有効な密閉を行う。通気孔１９５をホスト部分
１９２に設け、ホストとピストンキャップ部分の間を空
気を自由に通過させ、可変膨張比の関数であるピストン
キャップ部２００の可変移動によりホストピストンの限
られた移動を妨害しないように計る。

燃焼器第１図および第２図に示すように、燃焼器の設置位置は
コンプレッサとエキスパンダの中間であり、圧縮空気を
コンプレッサ１２から受ける。燃焼室には点火装置が装
置され、燃料はノズルまたは他の適切な手段２１２を通
じて投入される。燃焼器で発生したガスは次にエキスパ
ンダマニホールド１６６の区画１７４の方向に指向され
て膨張室内に導入され、ピストン１９０、クランク９８
、ピニオン１０４、およびサンギヤ１０６、次には出力
軸２１４を駆動するための動力を供給する。

出力軸２１４は恐らく、そして望ましいことであるが、
可変速度駆動装置１７を介してコンプレッサに接続され
る筈である。しかし、コンプレッサ１２は、本発明で説
明し要求したエキスパンダを必要とせず、任意の適切な
動力源で駆動されるときには、独立して機能を発揮でき
るのは結構なことである。同様にしてエキスパンダは、
説明し且つ要求したようにコンプレッサとは相違のある
機能的構成品である。定圧燃焼行程により、燃焼器１４
は、圧縮空気により広範囲の燃料を使用することが可能
である。

［作用コ第１３図乃至第１５図は、第１図および第２図の線図的
表示と共に、本発明のエンジンの作用を示す。

第１２図並びに第１３Ａ図乃至第１３Ｇ図はエキスパン
ダ中の全動力サイクル作用を示すためのものである。ラ
イン３から４はサイクルの進入部分を示し、更に第１３
Ａ図乃至第１３Ｃ図により例示される。点４では、高圧
エキスパンダガスの進入が完了する。ライン４から５と
、第１３Ｄ図および第１３Ｅ図で示すようにガスの膨張
が発生する。高圧のエキスパンダガスは膨張室が最大容
積になるまでピストンを駆動し、点５で示す状態になる
。ライン５から６は大気圧を示し、更に排出、即ちサイ
クルの排気部分を例示する。

部分動力、即ち低圧作用サイクル中の全動力以下の場合、サイクルの進入部分は
全動力作用に対する最大圧力より低い点３′での圧力を
示す。ここで第１４図および第１５Ａ図乃至第１５Ｄ図
を参照して説明する。ライン３′から４′はサイクルの
進入部分を示し、ライン４′から５′は膨張を示すが、
これはピストンが外見上点３′から５′まで強制移動さ
せられる間の膨張、即ちサイクルの仕事発生部分を示す
。

膨張室内の圧力が大気圧値以下に低下するのを防止する
ため、点５で示される最大容量変位までピストンが移動
するのを禁止または防止すればよい。

このようにして第１５Ａ図乃至第１５Ｄ図に示されてい
るように、膨張行程の終期での圧力が点５または大気圧
に到達すると、浮動自在のピストン部分２００は、第１
５Ｂ図および第１５Ｅ図に示すように、最大変位以前で
運動を停止する。可変膨張比ピストンの固定ピストン部
分１９２は、最大変位まで移動を続ける一方、浮動自在
ピストン２００は、膨張室内の圧力が大気圧になる点ま
で変位する。次に固定部分１９２の戻り行程が開始し、
自由ピストン部分２００と第１５Ｄ図に示すよう再係合
して、サイクルが反復される。エキスパンダの圧力は温
度に制御され、この温度は次に燃焼器に投入される燃料
量の関数になっているのは好都合である。

第１図および第２図を参照することにより、本技術の当
業者にとって喜ばしいことであるが、変位プレイトンサ
イクルエンジンには部分負荷運転に大きい影響をもつユ
ニークな特性のあることがわかる。この特性とは、膨張
以前にエキスパンダに捕捉されるガスの容量は固定して
いることである。この容量が一定である事実により、燃
料の投入量、即ちこれと等値的に温度が変化すると、圧
力の変化が必ず伴うことである。殊に温度が低下するに
つれ、圧力は減少し、コンプレッサとエキスパンダ間に
、平衡した物質流量が保たれる。この圧力低下により熱
動力学的サイクルの性能が悪化するが、その理由は、圧
力比は全動力時に効率即ち出力が最良になるよう設計さ
れているからである。そこで、温度が低下しても高圧を
維持するような手段を工夫することが望ましい。コンプ
レッサとエキスパンダ間の可変速駆動装置を、温度の低
下に伴いコンプレッサの回転比が増加し、エキスパンダ
中への物質流量を増加させるような設計が可能で、その
結果高圧が維持される。即ち、エンジンの効率のよい機
能には高圧が望まれるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、空気を吸入するコンプレッサとガスを排出す
るエキスパンダを示す本発明のエンジンの断面図である
。第２図は、コンプレッサが圧縮空気を燃焼室に注入し、
ガスがエキスパンダに入る状態を示す本発明のエンジン
の断面図である。第３図は、エキスパンダおよびコンプレッサ両方の基本
要素の分解斜視図である。第４図は、コンプレッサの一部の構造の詳細を示す断面
図である。第５図は、コンプレッサの従来式ピストン構造の部分的
分解斜視図である。第６図は、コンプレッサのシリンダブロックの斜視図で
ある。第７図は、可変膨張比ピストンの２個の要素の構造を示
すエキスパンダの部分的断面図である。第８図は、エキスパンダ構造の詳細の追加分を示す部分
的な垂直断面図である。第９図は、エキスパンダピストンの頭部要素の斜視図で
ある。第１０図は、可変膨張比ピストンの詳細の追加分を示す
部分的断面図である。第１１図は、分岐した２叉状ピストンヘッド部をもつ第
７図中のピストンを示す部分的断面図である。第１２図は、本発明の全出力サイクルのグラフである。第１３Ａ図から第１３Ｇ図までは、全出力時での本発明
のサイクルの特定状態点を示している。第１４図は、部分的圧力または低圧力運転時の本発明の
サイクルのグラフである。第１５Ａ図から第１５Ｄ図までは、部分的負荷運転中に
おける本発明の可変膨張比ピストンの運転を線図で示し
ている。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）連続燃焼熱エンジンにおいて、ａ）第１中央マニホールド空洞が定められるように径方
向に等間隔に並んだ所定数のシリンダおよびピストンを
内部に有し、各シリンダはシリンダを前記マニホールド
空洞から隔離する第１壁を有し、また前記各シリンダ用
の前記各第１壁は、空気取入孔および圧縮空気取出孔を
有するような第１静止ブロックを有し、前記空気取入孔
および取出孔は軸方向に間隔をもって配置され、前記第
１中央マニホールド空洞は、前記空気取入孔および取出
孔間に軸方向に位置して一方側に空気取入区画、他方側
に圧縮空気取出区画を定める第１仕切壁を有するコンプ
レッサであって、前記各シリンダは、更に前記第１壁が往方向外側向きの
回動を行い得るように設けた分離型で単純な偏心クラン
クを有し、これにより、コネクティングロッドが前記シ
リンダ内のピストンを前記の単純な偏心クランクに連結
して前記シリンダ内で前記ピストンの往復運動を発生さ
せ、前記コンプレッサ構成品も、各偏心クランクに連結され
た分離型ピニオンギヤ手段、および前記各ピニオンギヤ
が作用可能に連結され、前記ピニオンギヤ手段を介して
前記圧縮機に作用可能状態に動力を供給する第１サンギ
ヤ駆動手段とを有し、回転可能で通常は円筒形の第１マ
ニホールド組立手段は前記空気取入区画内に位置し、且
つ前記第１壁内にある前記空気取入孔と協働する空気取
入開口を有し、前記取入区画を通じて前記シリンダに収
容される空気は前記ピストンにより圧縮され、次いで前
記圧縮空気取出孔を通じて前記取出区画に指向され、前
記圧縮空気取出孔は一方向弁手段を備え、これにより前
記シリンダ内の圧縮空気圧力は、圧縮空気が上記取出区
画内に流入するよう、上記取出区画内の圧力を超過する
必要があるコンプレッサと、ｂ）前記圧縮空気構成品より圧縮空気を受け、且つ上記
空気と混合して燃焼し、エキスパンダ用の高温高圧ガス
を発生させる燃料を受けるための、通常は非回転の燃焼
器構成品と、ｃ）径方向に等間隔をもって配備されたシリンダとピス
トン手段の所定数を有し、第２中央マニホールド空洞が
定められ、且つ各シリンダは、各シリンダを前記第２マ
ニホールド空洞から隔離する第２壁を有し、前記各シリ
ンダ用の前記各第２壁には通常は間隔をおいた位置にあ
るガス取入孔とガス排出孔が設けられており、前記各シリンダは更に、前記第２壁が径方向外側向きの
回動を行い得るように設けた分離型で簡単な偏心クラン
クを有し、これによりコネクティングロッドが前記シリ
ンダ中のピストンを前記偏心クランクに連結して前記ク
ランクの駆動回転を発生させ、前記エキスパンダ構成品も、単純な各偏心クランクに連
結された分離ピニオンギヤ手段、並びに前記各ピニオン
ギヤが作用可能に連絡され、前記第２サンギヤは、それ
に接続された動力取出駆動手段とを有し、回転可能で通常は円筒形の第２マニホールド組立手段は
前記ブロック内に位置し、且つ前記燃焼器および前記ガ
ス取入区画とは第２の仕切壁によって軸方向に隔離され
たガス取出区画よりガスを受けるためのガス取入区画を
有し、前記第２マニホールドも、前記ガス取入孔と協働
するガス取入開口、および前記ガス取出孔と協働するガ
ス取出開口を有し、前記シリンダ内に収容されたガスに
より前記ピストンの外側向け駆動動力運動が発生し、且
つ排出ガスは前記ガス取出区画を通じて放出されるよう
なエキスパンダ構成品とからなることを特徴とする連続燃焼式熱エンジン。
（２）前記第１マニホールド組立手段は、回転する目的
で前記第１サンギヤに連結される請求項第（１）項に記
載の熱エンジン。
（３）前記第１サンギヤおよびこれに連結されたピニオ
ンギヤは、前記エキスパンダ構成品上にある前記第２サ
ンギヤ手段に連結された前記動力取出手段により駆動さ
れる請求項第（１）項に記載の熱エンジン。
（４）前記コンプレッサ構成品用の前記各単純偏心クラ
ンク手段には、第１ベアリング手段に回転自在に支承さ
れる第１クランク取付軸手段が装備され、前記第１クラ
ンク取付軸手段は、前記第１サンギヤに作用可能に連結
されたピニオンギヤ手段に対し正回転するよう固定され
ている請求項第（１）項に記載の熱エンジン。
（５）前記第１サンギヤおよびこれに連結されたピニオ
ンギヤは、前記エキスパンダ構成品上にある前記第２サ
ンギヤ手段に連結された前記動力取出手段により駆動さ
れる請求項第（４）項に記載の熱エンジン。
（６）前記コンプレッサ構成品用の前記各単純偏心クラ
ンク手段には、第１ベアリング手段に回転自在に支承さ
れる第１クランク取付軸手段が装備され、前記第１クラ
ンク取付軸手段は、前記第１サンギヤに作用可能に連結
されたピニオンギヤ手段に対し正回転するよう固定され
ている請求項第（５）項に記載の熱エンジン。
（７）前記第２マニホールド組立品は前記ガス取入と取
出しの区画を隔離するための第２仕切壁手段を有する請
求項第（１）項に記載の熱エンジン。
（８）前記第２マニホールド組立手段は、回転する目的
で前記第２サンギヤに連結される請求項第（１）項に記
載の熱エンジン。
（９）前記第２サンギヤおよびこれに連結されたピニオ
ンギヤは、前記エキスパンダ構成品内にある前記ピスト
ン手段により駆動される請求項第（１）項に記載の熱エ
ンジン。
（１０）前記エキスパンダ構成品用の前記各単純偏心ク
ランク手段には、第２ベアリング手段に回転自在に支承
される第２クランク取付軸手段が装備され、前記第２ク
ランク取付軸手段は、前記第２サンギヤに作用可能に連
結されたピニオンギヤ手段に対し正回転するよう固定さ
れている請求項第（１）項に記載の熱エンジン。
（１１）前記第２マニホールド組立手段は、回転する目
的で前記第２サンギヤに連結される請求項第（７）項に
記載の熱エンジン。
（１２）前記第２サンギヤおよびこれに連結されたピニ
オンギヤは、前記エキスパンダ構成品内にある前記ピス
トン手段により駆動される請求項第（１１）項に記載の
熱エンジン。
（１３）前記エキスパンダ構成品用の前記各偏位クラン
ク手段には、第２ベアリング手段に回転自在に支承され
る第２クランク取付軸手段が装備され、前記第２クラン
ク取付軸手段は、前記第２サンギヤに作用可能に連結さ
れたピニオンギヤ手段に対し正回転するよう固定されて
いる請求項第（１２）項に記載の熱エンジン。
（１４）前記第１マニホールド組立手段は、回転する目
的で前記第１サンギヤに連結され、且つ前記第２マニホ
ールド組立手段は回転する目的で、前記第２サンギヤに
連結される請求項第（１）項に記載の熱エンジン。
（１５）前記第１サンギヤおよびこれに連結されたピニ
オンギヤは、前記エキスパンダ構成品上にある前記第２
サンギヤ手段に連結された前記動力取出手段により駆動
され、且つ前記第２サンギヤおよびこれは連結されたピ
ニオンギヤは、前記エキスパンダ構成品内の前記ピスト
ン手段により駆動される請求項第（１）項に記載の熱エ
ンジン。
（１６）前記コンプレッサ構成品用の前記各偏心クラン
ク手段には第１ベアリング手段に回転自在に支承される
第１クランク取付軸手段が装備され、前記第１クランク
取付軸手段は、前記第１サンギヤに作用可能に連結され
たピニオンギヤ手段に対し正回転するよう固定されてお
り、且つ、前記エキスパンダ構成品用の前記各偏心クラ
ンク手段には、第２ベアリング手段に回転自在に支承さ
れる第２クランク取付軸手段が装備され、前記第２クラ
ンク取付軸手段は、前記第２サンギヤに作用可能に連結
されたピニオンギヤ手段に対し正回転するよう固定され
ている請求項第（１）項に記載の熱エンジン。
（１７）前記第１マニホールド組立手段は、回転する目
的で前記第１サンギヤに連結され、且つ前記第２マニホ
ールド組立手段は、前記第２サンギヤに連結される請求
項第（１５）項に記載の熱エンジン。
（１８）前記第１サンギヤおよびこれに連結されたピニ
オンギヤは、前記エキスパンダ構成品上にある前記第２
サンギヤ手段に連結された前記動力取出手段により駆動
され、且つ前記第２サンギヤおよびこれに連結されたピ
ニオンギヤは、前記エキスパンダ構成品内の前記ピスト
ン手段により駆動される請求項第（１７）項に記載の熱
エンジン。
（１９）前記コンプレッサ構成品用の前記各単純偏心ク
ランク手段には、第１ベアリング手段に回転自在に支承
される第１クランク取付手段が装備され、前記第１クラ
ンク取付軸手段は、前記第１サンギヤに作用可能に連結
されたピニオンギヤ手段に対して正回転するよう固定さ
れており、且つ前記エキスパンダ構成品用の前記各単純
偏心クランク手段には、第２ベアリング手段に回転自在
に支承される第２クランク取付軸手段が装備され、前記
第２クランク取付軸手段は、前記第２サンギヤに作用可
能に連結されたピニオンギヤ手段に対し、正回転するよ
う固定されている請求項第（１８）項に記載の熱エンジ
ン。
（２０）正変位コンプレッサ装置であって、ａ）第１中央マニホールド空洞が定められるように往方
向に等間隔に配置した所定数のシリンダおよびピストン
を内部に有し、各シリンダは、シリンダを前記マニホー
ルド空洞から隔離する壁を有し、また各シリンダ用の前
記各壁は空気取入孔および圧縮空気取出孔を有し、前記
空気取入孔および取出孔は軸方向に間隔をもって配置さ
れ、前記中央マニホールド空洞は前記空気取入孔および
取出孔間に軸方向に位置して一方向に空気取入区画、他
方向に圧縮空気取出区画を定める静止仕切壁が設けられ
た静止ブロックを有し、ｂ）前記各シリンダは更に前記壁が径方向外側向きの回
動を行い得るよう分離型の単純偏心クランクを有し、こ
れによりコネクティングロッドが前記シリンダ内でピス
トンを前記単純偏心クランクに連結して、前記シリンダ
内で前記ピストンの往復運動を発生させ、ｃ）前記コンプレッサ構成品もまた各偏心クランク連結
された分離型ピニオンギヤ手段、および前記各ピニオン
ギヤが作用可能に連結され、前記ピニオンギヤ手段を介
して前記コンプレッサに作動可能状態に動力を供給する
サンギヤ駆動手段を有し、ｄ）前記空気取入区画内に位置し、且つ前記壁内にある
前記空気取入孔と協働する空気取入開口を有し、前記取
入区画および前記マニホールド組立手段を通じて前記シ
リンダ内に収容されている空気は前記ピストンにより圧
縮され、次いで前記圧縮空気取出孔を通じて前記静止中
央マニホールド空洞内の前記取出区画に指向される、回
転可能で、通常は円筒形のマニホールド組立手段を有す
る正変位コンプレッサ装置。
（２１）前記シリンダ手段は取外し可能に前記ブロック
手段に固定されている請求項第（２０）項に記載のコン
プレッサ装置。
（２２）フレームリング手段が前記シリンダ両側に装備
され、前記フレームリング手段には前記の各単純偏心ク
ランク用分離型ベアリング手段が装備されている請求項
第（２０）項に記載のコンプレッサ装置。
（２３）前記サンギヤは通常は前記マニホールド組立手
段と協働する請求項第（２０）項に記載のコンプレッサ
装置。
（２４）前記各空気取入孔には一方向弁手段が装備され
、前記取出孔を通じて前記コンプレッサ内への空気の流
通を防止する請求項第（２０）項に記載のコンプレッサ
装置。
（２５）前記回転自在のマニホールド組立手段の前記空
気取入開口は、前記空気取入孔と往方向に並び且つ前記
壁内の前記圧縮空気取出孔とは軸方向に間隔をおき、前
記マニホールド組立品は、前記静止仕切壁に隣接する閉
鎖端壁を有する請求項第（２０）項に記載のコンプレッ
サ装置。
（２６）前記マニホールド組立手段は回動する目的で前
記サンギヤ駆動手段に連結される請求項第（２０）項に
記載のコンプレッサ装置。
（２７）前記フレームリング手段は前記シリンダの両側
に装置され、前記フレームリング手段には前記単純偏心
クランクの各々に対するベアリング手段が装備されてい
る請求項第（２２）項に記載のコンプレッサ装置。
（２８）前記サンギヤ駆動手段は通常は前記マニホール
ド組立手段と同軸である請求項第（２７）項に記載のコ
ンプレッサ装置。
（２９）前記各空気取出孔には一方向弁手段が装備され
、前記取出孔を通じて前記コンプレッサ内への空気の流
通を防止する請求項第（２７）項に記載のコンプレッサ
装置。
（３０）前記回転自在のマニホールド組立手段の前記空
気取入開口は、前記空気取入孔と径方向に並び、且つ前
記壁内の前記圧縮空気取出孔とは軸方向に間隔をおき、
前記マニホールド組立品は、前記静止仕切壁に隣接する
閉鎖端壁を有する請求項第（２９）項に記載のコンプレ
ッサ装置。
（３１）前記マニホールド組立手段は回動する目的で前
記サンギヤ駆動手段に連結される請求項第（３０）項に
記載のコンプレッサ装置。
（３２）正変位エキスパンダ装置であって、ａ）中央マニホールド空洞が定められるように径方向に
等間隔に配置した所定数のシリンダおよびピストンを内
部に有し、各シリンダには自体を前記マニホールド空洞
から隔離する壁があり、また前記各シリンダ用の前記各
壁には、通常は軸方向に相互に離して配置されたガス取
入孔およびガス排出孔を有する静止ブロック手段を有し
、ｂ）前記各シリンダは更に径方向外側向きに回動可能に
取付けた分離型単純偏心クランクを有し、これによりコ
ネクティングロッドが前記シリンダ内でピストンを前記
偏心クランクに連結して前記クランクの駆動回転を発生
させ、ｃ）前記エキスパンダ構成品もまた各偏心クランクに連
結された分離型ピニオンギヤ手段、および前記各ピニオ
ンギヤが作用可能に連結されたサンギヤを有し、前記サ
ンギヤは動力取出駆動手段を自体に連結させており、ｄ）前記ブロック内に位置し、燃焼ガスを燃焼器より受
けるためのガス取入区画、および前記ガス取入区画とは
仕切壁で軸方向に隔離されるガス取出区画を有し、更に
前記ガス取入孔と協働するガス取入開口および、前記ガ
スと取出孔と協働するガス取出開口とを有し、前記ガス
取入開口、および前記ガス取入孔を通して前記シリンダ
内に収容されているガスが前記ピストンの外側向きの駆
動動力運動を発生させ、排出ガスは前記ガス取出開口お
よびガス取出孔を通して前記ガス取出区画に排出される
、通常は円筒形の回転自在なマニホールド組立手段を有
する正変位エキスパンダ装置。
（３３）前記シリンダ手段は、前記ブロック手段に取外
し可能に固定される請求項第（３２）項に記載のエキス
パンダ装置。
（３４）前記サンギヤは通常は前記サンギヤ手段と同軸
である請求項第（３２）項に記載のエキスパンダ装置。
（３５）前記マニホールド組立手段は回動の目的で前記
サンギヤ手段に連絡される請求項第（３２）項に記載の
エキスパンダ装置。
（３６）フレームリング手段が前記シリンダの両側に装
備され、前記フレームリング手段には、前記単純偏心ク
ランクの各々に対するベアリング手段が設けられている
請求項第（３２）項に記載のエキスパンダ装置。
（３７）前記のエキスパンダ構成品用の前記の各単純偏
心クランク手段にはベアリング手段に回転自在に支承さ
れるクランク取付軸手段が装備され、前記クランク取付
軸手段は、前記サンギヤに作用可能に連結されているピ
ニオンギヤ手段に対して、正方向回転する目的で固定さ
れる請求項第（３２）項に記載のエキスパンダ装置。
（３８）正変位エキスパンダ装置であって、ａ）中央マニホールド空洞が定められるように径方向に
等間隔に配置した所定数のシリンダおよびピストンを内
部に有し、各シリンダには自体を前記マニホールド空洞
から隔離する壁があり、また前記各シリング用の前記各
壁には、通常に軸方向に相互に離して配置されたガス取
入孔およびガス排出孔を有する静止ブロック手段を有し
、ｂ）前記各シリンダは更に径方向外側向きに回動可能に
取付けた分離型単純偏心クランクを有し、これによりコ
ネクティングロッドが前記シリンダ内でピストンを前記
偏心クランクに連結して前記クランクの駆動回転を発生
させ、ｃ）前記エキスパンダ構成品もまた各偏心クランクに連
結された分離型ピニオンギヤ手段、および前記各ピニオ
ンギヤが作用可能に連結されたサンギヤを有し、前記サ
ンギヤは動力取出駆動手段を自体に連結させており、ｄ）前記ブロック内に位置し、ガスを前記燃焼器より受
けるためのガス取入区画、および前記ガス取入区画とは
仕切壁で軸方向に隔離されたガス取出区画を有し、更に
前記ガス取入孔と協働するガス取入開口、および、前記
ガス取出孔と協働するガス取出開口とを有し、前記ガス
取入開口および前記ガス取入孔を通して前記シリンダ内
に収容されているガスが、前記ピストンの外側向きの駆
動動力運動を発生させ、排出ガスは前記ガス取出開口お
よびガス取出孔を通して前記ガス取出区画に排出される
、通常は円筒形の回転自在なマニホールド組立手段を有
し、ｅ）前記の各ピストンの設計は、前記各偏心クランクが
連結される第１ピストン部および前記ピストンの頭部よ
りなる浮動自在な第２ピストン部を含む設計によってお
り、これにより、前記第２ピストン部は、シリンダ内が
所定圧力になった場合、前記第１ピストン部から自由に
離脱する能力のある、正変位エキスパンダ装置。
（３９）前記第２ピストン部は、その頭部より出るスカ
ート部を含むように形成される請求項第（３８）項に記
載の正変位エキスパンダ装置。
（４０）前記スカート部は更に、シリンダ壁に係合する
ピストンシールリング手段を有する請求項第（３９）項
に記載の正変位エキスパンダ装置。
（４１）前記マニホールド組立手段が回転目的で、前記
サンギヤに連結される請求項第（４０）項に記載の正変
位エキスパンダ装置。
（４２）前記エキスパンダ構成品用の前記各偏心クラン
ク手段にはベアリング手段に回転自在に支承されるクラ
ンク取付軸手段が装備され、このクランク取付軸手段が
前記のサンギヤに作用可能に連結されたピニオンギヤ手
段に正回転の目的で固定される請求項第（４０）項に記
載の正変位エキスパンダ装置。
（４３）前記マニホールド組立手段が回転の目的で前記
サンギヤに連結される請求項第（４０）項に記載のエキ
スパンダ装置。
（４４）前記エキスパンダ構成品用の前記各偏心クラン
ク手段には、ベアリング手段に回転自在に支承されるク
ランク取付軸手段が装備され、このクランク取付軸手段
が、前記サンギヤに作用可能に連結されたピニオンギヤ
手段に正回転の目的で固定される請求項第（４０）項に
記載のエキスパンダ装置。
（４５）可変速度駆動装置が前記エキスパンダとコンプ
レッサ構成品の間に配置され、前記エクスパンダ構成品
により駆動され前記コンプレッサ構成品を駆動し、これ
により、前記エキスパンダ構成品に向う空気の流動質量
は、前記エキスパンダ構成品の部分負荷および低圧運転
中には概ね維持される請求項第（１）項に記載の連続燃
焼熱エンジン。
（４６）前記エキスパンダ構成品内の第２静止ブロック
手段において、前記の各ピストンの設計は、前記偏心ク
ランクが連結されている第１ピストン部および前記ピス
トンの頭部よりなる浮動自在第２ピストン部を含む設計
であり、これにより、前記第２ピストン部、シリンダ内
が所定圧力になった場合、前記第１ピストン部から自由
に離脱する能力のある請求項第（１）項に記載の連続燃
焼熱エンジン。