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2段膨張式内燃機関の特許名
何年も前の自動車雑誌(うろ覚えですが、おそらくモーターファン)で、僅かに触れられていたアイディアに関してですが、そのアイディアが何という名称で特許(或いは実用新案等)に登録されいるのか御教え願います。(その雑誌の記事では、特許等に申請済みである様にも取れる書き方がされていたと、記憶しています) そのアイディアとは、4サイクルのレプシロ式内燃エンジン(オットーかディーゼルかは問わず)に関する以下の様なものです。 各気筒毎のクランク室に仕切りを設けると、ピストンの下降行程においては、燃焼室容積は増加し、クランク室容積は減少します。 逆に、上昇行程においては、燃焼室容積は減少し、クランク室容積は増加します。 4サイクル機関は2回転に1回しか燃焼しないため、燃焼室から排気が行われるのも、2回転に1回です。(720°で1周期) 偶数気筒を持つレプシロエンジンにおいて、各気筒を2つ1組とし、対になっている気筒の位相が、互いに360°(丁度1回転)ずれている様にしますと、1回転毎に、対になっている気筒の内の、どちらか一方から排気が行われる事になります。 一方、クランク室容積は、360°周期で増減して、且つ、その位相は燃焼室容積の変化とは逆位相となっているため、1つの燃焼室から排気が行われる際には、2つのクランク室において、容積が増加している事になります。 そのため、クランク室容積の増加量は、排気行程が行われている燃焼室容積の減少量の、2倍近くになります。(ピストンロッドが占める空間の体積の分だけ、クランク室容積は目減りしますが) そこで、クランク室の気密性を確保した上で、対となっている気筒同士のクランク室の空間を繋ぎ、そこへ燃焼室排気を導けば、高い圧力を持つ燃焼室排気を、機関内で更に膨張させる事になり、燃焼室排気の持つ圧力の一部がピストンを押し上げる力として利用され、圧縮比よりも膨張比を大きくする事が出来るため、熱効率の向上が期待出来る、というものです。 同様に、圧縮比よりも膨張比の方を大きくする事で熱効率の向上を図っている機関には、ミラーサイクルエンジンがありますが、ミラーサイクルは吸気量を減らす事で膨張比を大きくしているため、通常のレプシロエンジンと比べて、排気量あたりの出力が低下します。 これに対し、上記の方式では、燃焼済みのガスの更なる膨張を、従来は使用されていなかった空間で行っているため、排気量あたりの吸気量を減らす必要がありません。 この様なアイデアは、何という名称で、特許として登録されているのかを知りたいと思います。 「クランク室を使用したレプシロ2段膨張式4サイクル内燃機関」とでもいうのでしょうか? 又、出来ればどの様な方が、いつごろ申請したものなのという事も、御教え頂ければ幸いです。 尚、添付画像の図は、回答者の皆様に、上記のアイディアがどの様なものであるのかを御理解して頂く際の一助になる事を期待して、私が描いたものに過ぎず、どこかに掲載されていた図では御座いません。 あくまで、概念を解り易くする為のものですので、各部の寸法や構造等は、何らかの計算に基づいたものでは御座いませんし、2段階目の膨張が行われる空間も、クランク室とは別の空間となっていたり、吸・排気口を結ぶ直線を引いた場合、その直線の向きが、燃焼室上部から見てクランクシャフトの軸に平行な方向となっていたり、各気筒の位相の関係が、現実の4気筒エンジンの振動対策に反するものとなっています。
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- ts3m-ickw
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ざっと見たかぎりですが、以下の公開公報は類似内容と思われますよ。 他にもあるようですが特許電子図書館などで明細書を見てみてください。 特開2008-019854 内燃機関 特開2006-097692 分割式4ストロークサイクル内燃機関 特開2001-227368 ピストン形内燃機関 特開平05-156954 連続燃焼式容積形内燃機関 特表2002-506949 高出力密度ディーゼルエンジン 特表2001-520716 フローティング・ピストン及びピストン-バルブ・エンジン
お礼
御回答頂き有難う御座います。 確認した処、残念ながら、御教え頂いた中には、類似内容のものは御座いませんでした。 質問で述べたアイディアは、3番目に御教え頂いた「特開2001-227368 ピストン形内燃機関」と目的を同じとするものではありますが、目的を達するための方法が全く異なっています。 「特開2001-227368 ピストン形内燃機関」では、圧縮比より大きい所望の膨張比を得るために、2段階目の膨張を行うための専用のシリンダーを別個に設けているために、エンジンのサイズが、非常に大きなものとなります。 これに対して、質問で述べたアイディアは、圧縮比より大きい所望の膨張比を得るために、位相が360度ずれたシリンダーを2つ1組とした上で、燃焼を行うシリンダーと同一のシリンダーのクランク室側のスペースを、2段階目の膨張を行うために活用する事で、デッドスペースが少ないまま、大きな膨張比を実現させているところに特徴があります。(実際には、往復運動を回転運動に変換する際に、クロスヘッド機構等の、クランク機構よりも大きなスペースを必要とする機構を使わねばならないため、必ずしも小型化出来る訳ではありません) それ以外の御教え頂いた特許は、レプシロエンジンに関するものという以外には、特に共通性は無い様に思えました。