(57)【要約】クランクシャフト（２８）を駆動するためのシリンダ（２２）を有する水素駆動の内燃機関エンジン（１２）を開示する。クランクシャフトは、駆動水車（４４）の駆動面（５８）と係合するよう水を送り出す水ポンプ（３２）を駆動するよう構成されている。この水車は、主推進軸（３０）に連結され、例えば、車両に動力を供給するためにエンジンの主推進を生む主推進軸（３０）を駆動する。１つ以上の補助水車（４６、４８）は、送り出された水により駆動され、電気分解装置（７８）に電力を供給するため電流を生成する発電機に連結される。電気分解装置（７８）は、エンジンが燃料として使用できる水素を生成する。
2009544878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内で起こる燃焼により駆動するように構成された動力素子を有する少なくとも１つの燃焼チャンバと；
前記動力素子の前記駆動により回転するように構成されたクランクシャフトと；
前記クランクシャフトに連結され、尚且つ、前記クランクシャフトの回転によりポンプ出口を介して水を送り出すように構成された水ポンプと；
一連の周方向に間隔をあけて配置された駆動面を有する少なくとも１つの駆動水車と、
を備える内燃機関エンジンであって、
前記駆動水車は、前記出口から送り出された水が前記駆動水車を回転駆動するための前記駆動面と係合するように、前記ポンプ出口に対して配置される内燃機関エンジン。
【請求項２】
前記燃焼チャンバがシリンダであり、前記動力素子が前記シリンダ内で往復運動するように構成されたピストンであり、前記ピストンが前記クランクシャフトに連結されることで、前記クランクシャフトが前記往復運動により回転させられる請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記駆動水車が推進軸上に回転自在に取り付けられ、その回転が前記エンジンの推進出力を構成する請求項１又は請求項２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記燃焼が水素により燃料供給されるように構成された請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項５】
補助水車の回転により電流を発生させる発電機に連結された少なくとも１つの補助水車を備える請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記電流が直流（ＤＣ）である請求項５に記載のエンジン。
【請求項７】
前記発電機と電気接続されており、尚且つ、水を電気分解して水素と酸素を生成するため前記電流により作動するように構成された電気分解装置を備える請求項５又は請求項６に記載のエンジン。
【請求項８】
燃焼燃料として機能するよう前記生成された水素を前記燃焼チャンバに誘導するように構成された少なくとも１つの通路を備える請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
前記水素の燃焼を容易化するよう前記生成された酸素を前記燃焼チャンバに誘導するように構成された少なくとも１つの通路を備える請求項８に記載のエンジン。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの駆動水車の駆動面と係合するよう前記ポンプ出口から送り出された水を誘導する主要水路を備える請求項５〜９のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの駆動水車が、前記駆動水車の一部が前記主要水路に突出し、これにより前記駆動水車の前記一部に配置される前記水車の駆動面が前記主要水路に沿って移動する水と係合するよう配置されるように、前記主要水路に対して配置される請求項１０に記載のエンジン。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの補助水車が、前記駆動水車の一部が前記主要水路に突出し、これにより前記駆動水車の前記一部に配置される前記水車の駆動面が前記主要水路に沿って移動する水と係合するよう配置されるように、前記主要水路に対して配置される請求項１０又は請求項１１に記載のエンジン。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの駆動水車が回転軸を有し、尚且つ、第１の組の駆動面と、少なくとも１つの別の組の駆動面とを備え、各組の前記駆動面が、前記回転軸から各他の組の前記駆動面まで異なる半径方向距離で配置されており、前記エンジンが、どちらの組の駆動面が係合されるかに応じて前記送り出された水によって前記回転軸を中心として前記駆動輪にかかるトルクを変えることができるように、前記組のいずれか１つの前記駆動面に係合するよう前記送り出された水を選択的に誘導するよう構成されている請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの駆動水車の駆動面の前記異なる各組の前記駆動面と係合するよう前記水を選択的に誘導するため、各々が前記主要水路と流体が流れる連通状態である多数の副路を備える請求項１３に記載のエンジン。
【請求項１５】
各副路が、前記主要水路から前記副路に水が流入することを防ぐ遮断弁を備えている請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１６】
複数の前記駆動水車を備える請求項１〜１５のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項１７】
複数の前記補助水車を備える請求項１〜１６のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項１８】
前記水車が相互に千鳥配列に配列される請求項１６又は請求項１７に記載のエンジン。
【請求項１９】
中央の駆動水車のまわりに略円形で配置された複数の水車を備える請求項１６又は請求項１７に記載のエンジン。
【請求項２０】
複数の前記燃焼チャンバを備える請求項１〜１９のいずれか１項に記載のエンジン。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載のエンジンを備える、自動車；水上走行車；及び航空機の少なくとも１つである車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに関する。より詳細には、本発明は、一部が水素内燃機関エンジンであり、一部が水車エンジンであるエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
水素燃料型の内燃機関エンジンが存在する。水素は、燃焼プロセスにより排出されるガスが主として水蒸気から成る環境に優しい燃料である。しかしながら、水素内燃機関エンジンの欠点の１つは、例えば、自動車に使用される場合、車両がほとんどの実用的な要件を満たすのに十分な距離を走行できるためには、極めて大量の水素ガスを貯蔵する必要があることである。他方で、これらの実用的な要件を満たすのに必要となる水素燃料の補給ステーション数、及び燃料補給の作業数は、非常に多くなり、これには、費用がかかり不便なものとなってしまう。
【０００３】
多くの既存の内燃機関エンジンに関する別の問題は、エンジン振動である。通常、そのようなエンジンのピストンは、車両を駆動するクランクシャフトに連結される。ピストンは同時に全て発火するとは限らないため、そのような振動に寄与する固有の不均一な動作がある。
【０００４】
例えば、全体的な動力を増加させるため、或いは、エンジンの１つが正常に機能しなくなった状況下における冗長性を確立するために、多数のエンジンを使用する状況もある。推進軸などの共通出力部を駆動するため２台のエンジンを使用すると、軸上に望ましくない応力を生じないようにエンジンを適当に同期化させるという固有の問題がある。そのような同期化を施す１つの方法は、液体トルクコンバータを使用することであるが、これは一般に、動力損失及び熱損失を被る。
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の１つ以上の欠点を克服し、代替物を提供することである。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、
チャンバ内で起こる燃焼により駆動するように構成された動力素子を有する少なくとも１つの燃焼チャンバと；
動力素子の前記駆動により回転するように構成されたクランクシャフトと；
クランクシャフトに連結され、尚且つ、クランクシャフトの回転によりポンプ出口を介して水を送り出すように構成された水ポンプと；
一連の周方向に間隔をあけて配置された駆動面を有する少なくとも１つの駆動水車と、
を備える内燃機関エンジンであって、
駆動水車は、前記出口から送り出された水が前記駆動水車を回転駆動するための前記駆動面と係合するように、前記ポンプ出口に対して配置される内燃機関エンジンを提供する。
【０００７】
好適な実施形態では、燃焼チャンバはシリンダであり、動力素子はシリンダ内で往復運動するように構成されたピストンであり、ピストンはクランクシャフトに連結されることで、クランクシャフトは前記往復運動により回転させられる。
【０００８】
好適な実施形態では、駆動水車は推進軸上に回転自在に取り付けられ、その回転はエンジンの推進出力を構成する。
【０００９】
好適な実施形態では、エンジンは、前記燃焼が水素により燃料供給されるように構成される。エンジンは、前記補助水車の回転により電流を発生させる発電機に連結された少なくとも１つの補助水車を備えるのが好ましい。電流は直流（ＤＣ）であるのが好ましい。
【００１０】
エンジンは、前記発電機と電気接続されており、尚且つ、水を電気分解して水素と酸素を生成するため前記電流により作動するように構成された電気分解装置をも備えるのが好ましい。エンジンは、燃焼燃料として機能するよう前記生成された水素を前記燃焼チャンバに誘導するように構成された少なくとも１つの通路を備えるのが好ましい。エンジンは、前記水素の燃焼を容易化するよう前記生成された酸素を前記燃焼チャンバに誘導するように構成された少なくとも１つの通路をも備えるのが好ましい。
【００１１】
好適な実施形態では、エンジンは、前記少なくとも１つの駆動水車の駆動面と係合するよう前記ポンプ出口から送り出された水を誘導する主要水路を備える。少なくとも１つの駆動水車は、駆動水車の一部が主要水路に突出し、これにより駆動水車の前記一部に配置される前記水車の駆動面が主要水路に沿って移動する水と係合するよう配置されるように、前記主要水路に対して配置されるのが好ましい。
【００１２】
少なくとも１つの補助水車は、駆動水車の一部が主要水路に突出し、これにより駆動水車の前記一部に配置される前記水車の駆動面が主要水路に沿って移動する水と係合するよう配置されるように、前記主要水路に対して配置されるのが好ましい。
【００１３】
好適な実施形態では、少なくとも１つの駆動水車は回転軸を有し、尚且つ、第１の組の駆動面と、少なくとも１つの別の組の駆動面とを備え、各組の駆動面は、前記回転軸から各他の組の駆動面まで異なる半径方向距離で配置されており、エンジンは、どちらの組の駆動面が係合されるかに応じて前記送り出された水によって前記回転軸を中心として前記駆動輪にかかるトルクを変えることができるように、前記組のいずれか１つの駆動面に係合するよう前記送り出された水を選択的に誘導するよう構成されている。
【００１４】
好適な実施形態では、エンジンは、少なくとも１つの駆動水車の駆動面の前記異なる各組の駆動面と係合するよう水を選択的に誘導するため、各々が前記主要水路と流体が流れる連通状態である複数の副路を備える。
【００１５】
各副路は、主要水路から副路に水が流入することを防ぐ遮断弁を備えているのが好ましい。
【００１６】
一つの好適な実施形態では、エンジンは、複数の前記駆動水車を備える。また、好適な実施形態では、エンジンは、複数の前記補助水車を備える。
【００１７】
一つの好適な実施形態では、水車は相互に千鳥配列に配列される。別の好適な実施形態では、エンジンは、中央の駆動水車のまわりに略円形で配置された複数の水車を備える
【００１８】
好適な実施形態では、エンジンは複数の前記燃焼チャンバを備える。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、本発明の第１の態様、或いはその任意の好適な実施形態によるエンジンを備える車両を提供し、車両は、自動車；水上走行車；及び航空機の少なくとも１つである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態によるエンジンの一部の概略図である。
【図２】図１のエンジンの駆動輪及び水管の配置の概略図である。
【図３】線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図２の配置の一部の断面図である。
【図４】図２の配置と別の配置の概略図である。
【図５】図１の実施形態と異なる実施形態によるエンジンのシリンダ配置の概略図である。
【図６】さらに別のシリンダ配置の概略図である
【図７】ピストン及び連結用ロッドのバンク（列の層）の配置の概略斜視図である
【図８】本発明の実施形態による車両の車台の概略斜視図である。
【図９】本発明の実施形態による図２の主駆動輪を示す概略平面図である
【図１０】別の配置の駆動輪及び水管を横から見た概略図である
【図１１】図１０を上から見た配置の概略図である
【図１２】駆動輪及び水管を上から見たさらに別の配置の概略図である。
【図１３】駆動輪及び水管を横から見たさらに別の配置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
添付図面を参照しながら単なる例として以下に本発明の好適な実施形態を説明する。
【００２２】
以下でさらに詳細に説明するように、本発明は、エンジンに関し、その一部は、好適な実施形態によれば、水素内燃機関エンジンとして作動する。エンジンは、水素燃料ピストンにより駆動される水ポンプを備えるのが好ましく、これらのポンプは、水を駆動輪と係合状態にさせる。従って、駆動輪は水車を構成する。駆動輪は、次に、エンジンの主駆動トルクを提供し、電流を発生させるなどの二次使用のための動力も提供する。これは、水素及び酸素ガスを生成するための電気分解をもたらすために使用され、その後、エンジンの燃料注入及び燃焼の向上にそれぞれ使用することができる。本発明の好適な実施形態を以下に説明する。
【００２３】
図１を参照すると、本発明の実施形態によるシリンダの形態の燃焼チャンバの配置１０を示す。配置１０は、自動車１４（その一部を図８に示す）のエンジン１２の一部を構成する。以下にさらに詳述されるように、自動車１４は、水タンク１６、水素タンク１８、及び酸素タンク２０を備えている。
【００２４】
配置１０では、「Ｙ字」構成に配置された３つのシリンダ２２を示す。この配置から、シリンダ２２を組み込んだシリンダブロックは、「Ｙ字ブロック」と見なしてもよい。
【００２５】
各シリンダ２２は、連結用ロッド２６を介してクランクシャフト２８に接続したピストン２４の形態の動力素子を備える。ピストンが連結用ロッドを介して単一のクランクシャフトに接続されるように構成されている従来の内燃機関エンジンと異なり、本実施形態では、各シリンダ２２に１つであって３つのクランクシャフト２８があり、シリンダの外側端に向かって配置されている。
【００２６】
好適な実施形態では、エンジン１２は、シリンダ２２が実質的に同時に発火するよう構成されている。その結果、ピストン２４が上死点位置に移動する場合、ピストン２４は全て互いに向かって移動し、下死点位置に移動する場合、相互に離間方向に移動する。従って、各ピストン２４の移動によって生じた反力は、均衡が取られ、全てのピストンが一緒に動くことで相殺されなければならない。ピストン２４がこのように同時に動く能力は、別個のクランクシャフト２８を用いることで生成されるか、或いは少なくとも容易化される。
【００２７】
エンジン１２は、蓄積油を、実施形態に応じて１つ以上の適当な位置に配置された貯蔵タンク（図示せず）に誘導するように構成されたテークアップ（図示せず）を備えた、油を潤滑するためのドライサンプ配置を用いる。従って、本実施形態の特定形態におけるテークアップの位置に応じて、エンジン１２は、水平方向に対し異なる角度で作動することができる。
【００２８】
一つの好適な実施形態では、シリンダ２２及びピストン２４は、高温セラミックを用いて作られる。
【００２９】
主推進軸３０はシリンダ２２に対して中央に配置される。各シリンダ２２の入口弁及び排気弁（図示せず）は、各ピストン２４に隣接して配置され、即ち、主推進軸３０に近接して配置される。
【００３０】
各クランクシャフト２８は、各高圧水ポンプ３２（詳細には示していない）に連結され、ポンプの入力駆動として機能する。
【００３１】
各ポンプ３２は、流入口３４と流出口３６とを備え、ポンプに連結される特定のクランクシャフト２８の回転により駆動される。各入口３４は、水タンク１６からポンプ３２への水の供給を受けるように構成され、出口３６は、高圧下でポンプから送り出された水を誘導するように構成される。一つの好適な実施形態では、流水ジェットを生成し、水の流速を増大させ、尚且つ、水圧を調節する出口３６の上流又は下流に縮小ノズル（図示せず）を設ける。
【００３２】
各ポンプ３２は、ポンプ（即ち、関連クランクシャフト２８の）の入力駆動において広範の回転速度にわたって比較的高圧で水を送り出すことができるのが好ましい。
【００３３】
エンジン１２は、一部が、水素ガスにより燃料供給される水素内燃機関エンジンである。水素ガスは、水素タンク１８から提供され、水素は、圧縮された液状で貯蔵される。水素ガスは、水素送達導管３８を介してシリンダ２２に供給される。
【００３４】
水素ガスと一緒に、圧縮された液状で酸素タンク２０に貯蔵される酸素ガスもシリンダ２２に供給される。酸素ガスは、水素の燃焼を高めるためである。酸素ガスは、酸素送達導管４０を介してシリンダに供給される。
【００３５】
図２を参照すると、主要の動力駆動水車４４、補助の二次駆動水車４６、及び補助の三次駆動水車４８である駆動輪の配置４２を示す。三次駆動輪４８と、主駆動輪４４の一部を仮想線で示す。
【００３６】
各駆動輪４４、４６、４８は、フライホイールとして機能するのに十分な重量である。
【００３７】
配置４２は、ポンプ３２の１つの出口３６に連結される給水管５０の形態の主要水路を備える。従って、そのポンプによって送り出された水は、図２に示すように管の右側端５２を介して、示した左側端５４に向かって、即ち、矢印５６の方向に管５０に沿って押し出される。水管５０は、関連ポンプ３２から方向５６に通じており、その後、水タンク２０に戻る。
【００３８】
図２に示す配置４２と同様の配置（図示せず）を図１に示す他の２つのポンプ３２に関して提供し、それぞれの水管５０は、これらのポンプの出口３６に連結される。好適な実施形態では、３つのポンプ３２に関する３つの配置は、図４を参照しながら詳述するように、共通の主駆動輪４４を共有している。
【００３９】
配置４２において、主駆動輪４４は、駆動輪の外周方向に間隔をおいて配置され、尚且つ、側壁６０によって支持される多数の駆動面５８（その内のいくつかだけ示す）を備える。主駆動輪４４が周方向に「鋸歯状」の外観を有するように駆動面５８及び側壁６０は構成されている。その結果、連続的な駆動面５８と中間側壁６０との各対によって形成される輪郭は、ほぼ「Ｚ字」の形状である。図２の配置４２は、従って、「Ｚ型駆動」配置と呼んでもよい。
【００４０】
主駆動輪４４の部分６２は、図２で見た時に管の上側に沿って延びるスロット６５を介して管５０に突出している。スロット６５は、管５０の上半分に効果的に代わるように広くてもよい。
【００４１】
送り出された水が矢印５６の方向に管５０に沿って移動すると、管に突出している主駆動輪４４の部分６２の駆動面５８に水が衝撃を与え、主駆動輪を矢印６４の方向に回転させる。
【００４２】
主駆動輪４４は、主推進軸３０に連結されており、次に、主推進軸３０は、車両を駆動するため車両１４（図８を参照）の１つ以上の車輪６６に直接的に、或いは、ギアボックス又はトルクコンバータ（図示せず）を介して連結されてもよい。
【００４３】
主駆動輪４４は、管５０に沿って移動する水によって衝撃を受ける駆動輪４４、４６、及び４８の第１のものであり、効率的に利用可能な水の全潜在駆動力を有している。
【００４４】
駆動面５８は、管５０の内径に実質的に対応する幅であり、それらの先端は、管の内径と一致するように形作られている。従って、図３に示すように、どの時点においても管５０に突出する主駆動輪４４の特定部分６２の一部を形成するこれらの駆動面５８は、管の周辺により拘束される全域にわたって効率的に延びる。その結果、駆動面が示すように管に最大限に突出していれば、管５０に沿って移動する水は、駆動面５８を効率的にバイパスできない。その結果、駆動面５８が水の全衝撃を受け、これにより、駆動面の位置に最大有効の力をかけることができる。
【００４５】
水が管５０内、及び管と駆動輪４４との間に効率的に閉じ込められるということは、水の側面偏向により生じ得る水力の散逸が最小限になることを意味する。
【００４６】
駆動輪４４の駆動面５８は、実質的に平坦であり、尚且つ、管５０の軸６８に実質的に垂直である。特定の駆動面５８が管５０に最大に突出している場合、従って、水の流れ方向５６に垂直である。
【００４７】
主駆動輪４４が方向６４に回転し続け、かつ、特定の駆動面５８がスロット６５を通じて管５０の外に移動し始める場合、スロットを貫通している駆動面の表面領域は減少し、駆動面の角度は管の軸６８と平行になるように近づく。駆動面５８の平坦構成と共に、これにより、水は容易に流出し、駆動面をバイパスし、尚且つ、管５０に沿って進むことができる。
【００４８】
駆動面５８が管５０に最大限に突出する場合に水流の向きが駆動面５８に垂直であることは、水が主駆動輪４４に対して実質的に接線方向に流れていることをも意味する。これにより、水の角度が接線方向以外である場合よりも主駆動輪４４により大きな回転力を提供することを支援する。
【００４９】
主駆動輪４４は、側壁６０の大部分がスロット６５の内縁に直接隣接するように構成される。これにより、主駆動輪４４は、管５０内のほとんどの水がスロット６５を通じて管から漏れないようにする。しかしながら、管から漏れ出す、管５０からの任意の水は、管が配置されている回収タンク７０に入ることができる。この水について以下にさらに言及する。
【００５０】
主駆動輪の１つ以上の駆動面５８に係合した水を含む、主駆動輪４４の下流の管５０に沿って進む水は、同様にして二次駆動輪４６の駆動面７２に係合することができる。上述のように、二次駆動輪４６は、主駆動輪４４と同様の構成であり、管５０と同様の関係を有し、管５０は、二次駆動輪が管に突出するよう別のスロット７４を備えている。
【００５１】
二次駆動輪４６の駆動面７２に係合する、主駆動輪４４の下流の水は、主駆動輪４４が矢印６４で示すように回転するのと同様に、二次駆動輪４６を矢印７６の方向に回転させる。
【００５２】
しかしながら、主駆動輪４４の妨害効果により、管５０に沿って移動する水の駆動力の少なくとも一部は、この水が二次駆動輪４６に係合する時間までに散逸されることもある。推進軸３０に関する主駆動輪４４の場合のように、二次駆動輪４６は車両１４の主駆動軸を駆動するように構成されていないので、これによる問題は生じない。二次駆動輪４６は、ＤＣ電流を発生させる発電機又はダイナモ（図示せず）を駆動するのに使用される。
【００５３】
二次駆動輪４６が管５０に関して主駆動輪４４の下流にあるということにより、水が主駆動輪上に有する効果は、二次駆動輪、或いは三次駆動輪４８があることにより実質的に影響を受けない。
【００５４】
上述の発電機により生成された電流は、次に、発電機に連結された電気分解装置７８に用いられる。電気分解装置７８は、適当なチャネル（図示せず）に沿って水タンク１６から装置に誘導される水に電気分解を施すように構成されている。従って、電気分解装置７８は、電気分解装置の一部を形成する適当な陽極と陰極（図示せず）との間に電流を流すことで水から水素及び酸素ガスを生成することができる。電気分解装置７８により生成された水素は、次に、チャネル８０の形態での適当な水素戻り通路に沿って、シリンダ２２に向かって戻され、燃料としてシリンダに導入される。
【００５５】
同様にして、電気分解装置７８により生成された酸素もまた、水素の燃焼を高めるために導入される酸素戻りチャネル８２の形態による通路に沿ってシリンダ２２に戻される。実際、実質的に純粋な酸素ガスを燃焼プロセスに提供すれば、空気を提供するよりもこのプロセスがより容易になるであろう。
【００５６】
上述の発電機により生成された電流の一部は、水素及び酸素ガスをシリンダ２２に向かって送り出す適当なポンプ（図示せず）の動力供給に用いることができる。特定の実施形態に応じて、ポンプによりこれらのガスにかかる圧力が、ガスを液状に相変化させるのに十分であれば、液体の温度を制御するため、適当な冷却又は冷凍ユニット（図示せず）を設けてもよい。これらも、発電機で生成された電流により動力供給されてもよい。さらに、ガスが本当に液状に変換されると、シリンダ２２に導入する代わりに、水素及び酸素タンク１８及び２０に代わりに誘導することができる。
【００５７】
一つの好適な実施形態では、エンジン１２は、電気分解装置７８からそのような水素をシリンダ２２に誘導するのに利用可能な場合、水素貯蔵タンク１８からの水素ではなくこの水素を用いるように構成されている。これをもたらす１つの方法は、電気分解プロセスから水素が利用可能な場合、水素貯蔵タンク１８から水素を送り出すために設けられる水素ポンプ（図示せず）のオフに切り換えることである。電気分解装置７８からのガスの送達が水素貯蔵タンク１８からのガスの送達と同一速度であることを保証するために、流量計を用いる適当な制御器（図示せず）を設けてもよい。
【００５８】
主駆動輪４４と同様に、二次駆動輪４６が回転すると、駆動面７２の平坦形状により、二次駆動輪を駆動する水は、容易に流出し、これらの面をバイパスし、尚且つ、三次駆動輪４８に向かう流れ方向５６の管５０に沿って進むことができる。
【００５９】
三次駆動輪４８は、基本的に、主駆動輪４４及び二次駆動輪４６と同一であり、尚且つ、三次駆動輪は基本的にペルトン水車の形態であり、実質的に平坦ではなく、凹面又はえぐれた駆動面を有する以外は、管５０と同様の関係をもっている。従って、三次駆動輪４８の駆動面８４に衝撃を与える水の多くは、駆動面８４から簡単に流出できず、これらの面により捕えられる。これにより、三次駆動輪の駆動面５８が主駆動面５８及び二次駆動面７２のように平坦である場合よりも、管５０に沿って移動する水の運動量のより大きな割合を三次駆動輪４８に付与することを支援する。これは、水が三次駆動輪４８に係合すると、この力の大部分が使われるように水力の散逸も支援する。
【００６０】
主駆動輪４４及び二次駆動輪４６が、管５０に突出するようスロット６５及び７４を貫通するのと同様にして、三次駆動輪４８は、別のスロット８８を通じて管に突出している。
【００６１】
三次駆動輪４８は、電気分解装置７８又は別の電気分解装置（図示せず）を作動させるＤＣ電流を生成するため発電機又はダイナモ（図示せず）の駆動にも用いられる。
【００６２】
図２に示すように三次駆動輪４８、及び管５０の左側端５４を通過する水は、水貯蔵タンク１６に戻される。
【００６３】
一つの好適な実施形態では、駆動輪４４、４６、及び４８は、回収タンク７０の上方の空気チャンバ８６に配置される。空気中に配置される結果として、例えば、水中に配置されるよりも、駆動輪４４、４６、及び４８の回転への抵抗は少ない。
【００６４】
スロット６５、７４、及び８８を介して管５０から漏れる水と、駆動輪４４、４６、及び４８が回転すると管から搬出される、管５０からの水との一部は、回収タンク７０に捕えられ、一部は空気チャンバ８６に捕えられる。従って、チャンバ８６は、水を回収タンク７０に排出できるように排水孔９０を備えている。水は、回収タンク７０から水貯蔵タンク１６に送り戻される。
【００６５】
図４において、図２に示す配置４２と別の実施形態を示す。図４の実施形態は、共通の主駆動輪４４を共有するが３つの駆動輪／水管配置９２を備える。
【００６６】
この実施形態に示す各配置９２はまた、共有された共通の主駆動輪４４とは別に、二次駆動輪４６と３つの三次駆動輪４８とを備える。見て分かるように、この実施形態の水管５０は、位置９４で、主駆動輪４４のまわりに湾曲するように、その中を流れる水を誘導するように配向される。この構成は、スペースを節約するため使用される場合がある。
【００６７】
種々の部品の別の異なる構成により、エンジン１２の多くの異なった実施形態が可能である。
【００６８】
例えば、図５を参照すると、「Ｙ字」構成に配置された３つのシリンダを有する代わりに、直接的な対向構成に配置された２つのみのシリンダ２２である。
【００６９】
図６の実施形態は、「Ｘ字」形成に配置された４つのシリンダ２２を有する。この配置から、シリンダ２２を組み込んだシリンダブロックは、「Ｘ型ブロック」と見なしてよい。
【００７０】
他の実施形態では、図１、図５、又は図６に示すシリンダ配置の多数のバンクが存在する。従って、図７では、図１の「Ｙ字」構成でのシリンダ２２（シリンダ自身は示していない）の４つのバンク９６のピストン２４及び連結用ロッド２６を示す。従って、合計で１２本のシリンダがある。
【００７１】
他の実施形態では、６本のシリンダ２２を備える２つのバンク、９本のシリンダを備える３つのバンクなどがある。
【００７２】
別の変更形態として、各バンクに異なる数のシリンダ２２があってもよい。しかしながら、好適な実施形態では、そのようなシリンダ２２は、ピストン２４の動きにより生じる不均衡な反力の相殺、及びそれによる振動の相殺の達成を支援するように、円形構成で等間隔に配置されるように位置する。
【００７３】
シリンダにおいて多数のバンクがあってもよいように、多数の駆動輪／水管配置があってもよい。
【００７４】
従って、例えば、図７に示すバンク９６などの、シリンダ配置において多数のバンクがある場合、シリンダの各バンクに、図２の配置４２のように、別個のそれぞれの駆動輪配置があってもよい。
【００７５】
駆動輪／水管配置の数は、エンジン１２に用いられるシリンダ２２の数に依存し得ることが理解されるであろう。配置は、図４に示す実施形態と同様に、共通の主駆動輪４４を共有しているのが好ましい。
【００７６】
別の変更態様として、一連の駆動輪／水管配置において２つ以上の駆動輪４４があってもよい。例えば、一実施形態（図示せず）では、４つのバンクのシリンダがあってもよく、各バンクは、例えば、図６の「Ｘ字」構成である。この実施形態では、各バンクは、例えば、図２の配置４２の形態の各々の駆動輪／水管配置を有してもよい。この場合、全体で４つのそのような車輪／水管配置があるので、一方が第１の対の配置により共有され、他方が他方の対の配置により共有される２つ主駆動輪４４があってもよい。
【００７７】
この実施形態の一形態では、２つ主駆動輪４４は、単一の推進軸上に配置されるのに対して、別の形態では、２つ主駆動輪４４は、別個の推進軸上に配置される。
【００７８】
主駆動輪４４と、従ってそれが取り付けられる推進軸３０とが、シリンダ２２に対して中央に配置される図１、図５、及び図６の実施形態において示しているのに対して、別の実施形態（図示せず）では、主駆動輪は、シリンダに対して別の位置で配置される。しかしながら、この実施形態における駆動輪／水管配置の他の態様は、説明した他の実施形態と同一であってもよい。実際、駆動輪／水管配置（従って、主駆動輪４４、及びそれが取り付けられる軸３０）の位置は、水ポンプ３２からの水が駆動輪に適当に誘導される限り、シリンダ２２の位置又は配向に依存する必要はない。
【００７９】
上述のように、図８では、自動車１４の一部を示す。車両１４は、車両主車輪６６に直接隣接した４つの駆動輪／水管配置９２（その内の２つのみを詳細ではないが示す）を備える。これらの配置４２の各々の中央駆動輪は、主駆動輪４４であり、隣接の主車輪６６に直接接合される。
【００８０】
この実施形態では、コンピュータ制御器１０２は、ポンプ３２から駆動輪配置４２に、従って、主駆動輪４４に水の供給を調節するために設けられる。従って、各主駆動輪４４、従って、それが接続される主車輪６６に供給される動力は、主車輪間における均一な動力供給を達成するよう調節することができる。
【００８１】
この実施形態の一つの好適な態様では、シリンダ２２は、１つのシリンダ２２当たり１つの水ポンプ３２（ポンプ３２のみを示す）による図６の「Ｘ字」構成に配置する。４つの水ポンプ３２は、上方から見た場合、時計方向に回転する２つのポンプと、矢印１０４で示すように反時計方向に回転する２つのポンプとがあるように配向する。これは、車両１４のバランスの強化を支援する。
【００８２】
一つの好適な実施形態では、水素貯蔵タンク１８に接合した水素送達導管３８は、エンジン１２のエンジンブロック（図示せず）において通路を通じて導かれる。これにより、エンジンブロックの蓄積熱の一部をこれらの通路に沿って移動する水素に移すことができる。これは、水素の相を液体から、シリンダ２２内で燃料として使用する気体に変化させることを支援するだけでなく、エンジン１２の冷却をも支援する。
【００８３】
そのような通路が設けられていない場合、或いは冷却用にこれらを用いる代わりとして（特定の実施形態に応じて）、従来の水冷式又は空冷エンジンを用いてもよい。
【００８４】
実際、上述の二次駆動輪４６又は三次駆動輪４８の回転により生成された電力の一部は、水素貯蔵タンク１８の温度を制御するための電力源として使用することができる。これは、作動する二次駆動輪４６又は三次駆動輪４８の回転により生成されたそのような電力を使用する適当な冷却又は冷凍ユニット（図示せず）により達成できる。
【００８５】
使用時、エンジン１２は、車両１４を駆動するために使用される。駆動輪及び水管の特定配置がどんなものであっても、いずれの場合にも、水素燃料シリンダ２２が水ポンプ３２を駆動し、これにより、水管５０に沿って移動する水の噴出を確立する。この水は、次に、主駆動輪４４、二次駆動輪４６、及び三次駆動輪４８（しかし、特定の実施形態では、三次駆動輪は省略できる）を駆動する。主駆動輪４４の回転により、主駆動輪４４が取り付けられた推進軸３０を回転させ、図８に示すように推進軸が主車輪６６に直接連結することにより、或いは、ギアボックス又はトルクコンバータ（図示せず）を介した連結により、車両を推進する。
【００８６】
二次駆動輪４６（及び、場合によっては、三次駆動輪４８）は、水素及び酸素を生成する水タンク１６から供給された水を用いて電気分解装置７８を駆動する。このようにして生成された水素は、その後、シリンダ２２に誘導され、燃料として用いられるのに対し、このようにして生成された酸素も、シリンダ２２に誘導され、水素燃料の燃焼を容易にするために用いられる。
【００８７】
上述のように、駆動輪４４、４６、及び４８は、フライホイールを構成するのに十分な重量である。重い駆動輪の回転運動を開始するには、比較的高いトルクが必要であることが理解されるであろう。図２に示す配置４２は、水管５０、従って、この管に沿って移動する水の駆動力が、駆動輪の周辺に配置されるので、この目的に適合している。しかしながら、駆動輪がいったん動作状態になると、必要なトルクは小さくなり、駆動輪の比較的高い回転速度を維持する代わりに水を用いることができる。
【００８８】
これを達成するため、水は、回転軸により近い位置で駆動輪４４、４６、及び４８を駆動する必要がある。回転軸により近い位置に水を迂回させるために、分岐管１０８及び１１０を図９の実施形態（図２に仮想線として示す）に示すように設けてもよい。主駆動輪４４に関してこれらの分岐管１０８及び１１０を示す。
【００８９】
分岐管１０８は、駆動輪の回転軸１１２により近い位置で、主駆動輪４４の駆動面５８と交差するように配置され、分岐管１１０は、軸にさらにより近い位置で駆動面と交差するよう配置される。これを図２に最良に示す。
【００９０】
しかしながら、この構成を達成するため、駆動面５８の３つの環状配置４４．１、４４．２、及び４４．３を有することが必要であることが理解されるであろう。これらの配置は、軸に沿って互いに離隔される。これは、これらの配置の１つ４４．１が水管５０に突出でき、次の配置４４．２が分枝管１０８に突出でき、尚且つ、三番目の配置４４．３が分枝管１１０に突出できるようにするためである。
【００９１】
水管５０から分枝管１０８に、或いはその代わりに分枝管１１０に水を迂回することは、適当な遮断弁１１２、１１４、及び１１６の動作により制御される。従って、例えば、主駆動輪４４が十分な回転速度に到達すると、駆動輪にかかる加速トルクをより小さくする必要がある場合、駆動輪下流で水管５０と再合流する前に、分枝管１０８に沿って通過するように水を迂回させるよう、弁１１２を閉じ、弁１１４を開くことができる。分枝管１０８に沿って通過する水は、軸１１２により近い位置で駆動面５８に係合することで、主駆動輪にはより低いトルクがかかる。従って、水は駆動輪をより高い回転速度に維持することができるが、主駆動輪４４の回転加速率は減少する。
【００９２】
主駆動輪４４にさらなる加速が発生すると（低い加速率であっても）、駆動輪の回転速度はさらに増すことが理解されるであろう。速度が所望の最高動作速度に到達すると、遮断弁１１４を閉じ、弁１１６を開くことができる。これにより、駆動輪の下流で水管５０と再合流する前に、分枝管１０８から分枝管１１０に水流を迂回させる。この管１１０は、主駆動輪４４の回転軸１１２にさらにより近い駆動面５８に係合するよう水を誘導する。従って、この水は、分枝管１０８に流れる水によって及ぼされるトルクよりもさらにより低いトルクを主駆動輪４４に及ぼす。このより低いトルクは、主駆動輪４４の回転を限られた程度に加速させることのみに十分であるが、この水によって及ぼされる力は、すでに増した回転速度で主駆動輪を維持するのに十分である。
【００９３】
例えば、車両を減速させるために主駆動輪４４の回転速度を減速させると、水が再び水管５０に沿ってのみ流れ、分枝管１０８又は１１０のいずれに沿っても流れないように、再び弁１１６を閉じ、弁１１２を開くことができる。
【００９４】
本発明の好適な実施形態の利点の１つは、上述のように、エンジン１４が各シリンダに対して別個のクランクシャフトを使用するようになっていることである。これにより、次いで、ピストン位置に関する限り、ピストンは同時に動作することができるようになる。従って、円形構成で等間隔に配置又は相互に対称的に等間隔に配置されるようにピストンが配向されているのであれば、任意のピストンの不均衡な力は、一緒に動作する他のピストンの同様の力によって効率的に相殺される。エンジンが各シリンダに対して別個のクランクシャフトを使用するようになっていることにより、説明した水車配置をもつことで可能になる。これにより、別個のクランクシャフトの駆動力を主駆動輪で単一の出力に「変換する」ことができる。
【００９５】
別の利点は、エンジンの燃料として使用する水素を生成する電気分解を起こすのに用いる電力を生成するためにエンジンの出力を利用することである。従って、エンジン自身の動作は、エンジンへの燃料注入に寄与する。
【００９６】
上述のように、駆動輪の重さは、フライホイールを構成することである。さらに、回転時には、各々は、ジャイロ作用を発揮する。駆動輪が同時に回転することによる複合ジャイロ作用は、エンジンの安定化、従って、エンジンが取り付けられる車両の安定化を支援することができる。
【００９７】
特定の実施形態を参照しながら本発明を上で説明したが、当業者であれば、本発明がこれら実施形態に限定されず、多くの他の形態で本発明を具現できることが理解されるであろう。
【００９８】
別の一実施形態では、自動車１４は、水タンク１６に水を加えるための補水入口（図示せず）を備える。さらに、自動車１４は、補水入口を介して水タンク１６に加えられた水を濾過するための水濾し器（これも図示せず）を備える。水濾し器は、水を濾過するのに適当であり、十分に飲用可能な（飲用）品質にする。濾過して除かれる汚染物質は、そうでなければ、汚染効果を有し、エンジンの動作に障害を起こす場合があるので、エンジン１２の好適な実施形態の精密許容差及び高水圧特性に鑑みこれは重要である。
【００９９】
図１０及び図１１を参照すると、駆動輪及び水管の配置で、図２及び図４に示すものと別の実施形態を示す。図２の構成要素に対応するこれらの図の構成要素には、同様の参照符号を用いている。
【０１００】
主駆動輪４４、二次駆動輪４６、及び三次駆動輪４８に加えて、２つの追加駆動輪である、四次駆動輪２００と五次駆動輪２０２とがある。これらの駆動輪２００、２０２は、二次駆動輪４６及び三次駆動輪４８と同様の機能、即ち、ＤＣ電流の生成を行う。
【０１０１】
この実施形態における駆動輪は、実質的に直線上に配置される。
【０１０２】
この実施形態では、主駆動輪４４だけとは反対に、各駆動輪は、駆動面が３つの環状配置を備えている。各駆動輪において、駆動面の３つの配置は、各駆動輪の参照符号に対応する参照符号に添字を追加して示している。これは、最大直径をもつ環状配置には添字「．１」、２番目に大きな直径をもつ環状配置には添字「．２」、最小直径をもつ環状配置には添字「．３」である。
【０１０３】
この実施形態の各駆動輪は、駆動面が３つの環状配置を有するため、分岐管１０８及び１１０は、全ての駆動輪を横切る長さに延び、分岐管は水管５０と再合流する。
【０１０４】
この実施形態では、三次駆動輪４８は、平坦駆動面（図１０及び図１１には図示せず）を有しているのに対して、五次駆動輪２０２は、上述のような「ペルトン水車」型の駆動面（これも図示せず）を有する。
【０１０５】
ＤＣ発電機２０４に連結された駆動輪を示す。
【０１０６】
この実施形態において各駆動輪の駆動面における３つの環状配置を設けることは、駆動輪にかかるトルクと高い回転速度の維持との関係を主駆動輪４４に対してのみ変更できる図９の実施形態について上述したように、この関係を各駆動輪に対して変更できることを意味している。図１０及び図１１の実施形態において、図９の遮断弁１１２、１１４、及び１１６に対応する遮断弁（図示せず）は、管５０又は分枝管１０８若しくは１１０を介して水流が誘導されるかどうか判断するために設ける。
【０１０７】
図１２を参照すると、図１０及び図１１に示す駆動輪及び水管配置と別の実施形態を示す。対応する構成要素には、対応する参照符号で示している。
【０１０８】
この実施形態は、最大直径及び最小直径の環状配置の位置に関して二次駆動輪４６及び四次駆動輪２００の配向が、それぞれ、示したように逆転していること以外は、図１０及び図１１のものと同様である。
【０１０９】
この配置は、隣接駆動輪がより接近して配置されることを容易にし、従って、より小型化される。これは、１つの駆動輪の駆動面の最大直径及び最小直径の環状配置を、各隣接の駆動輪の最小直径及び最大直径の環状配置と、それぞれ、ある程度並置することができるからである。
【０１１０】
しかしながら、水管５０及び分岐管１１０が、それぞれ、各駆動輪の駆動面の最大直径及び最小直径の環状配置と交差するため、これらの管は、示すように織物状に構成されなければならない点に留意されたい。しかしながら、駆動輪の駆動面の２番目に大きな環状配置が直線に配置されるので、分岐管１０８を織り込む必要はなく、実際、実質的に真っ直ぐである。
【０１１１】
図１２の実施形態に対して、駆動輪が示すような線形配置とは対照的に円形構成に配置された場合、この実施形態は、図４の実施形態の代わりとして構成できる。
【０１１２】
図１３を参照すると、駆動輪及び水管配置のさらに別の実施形態を示す。対応する構成要素は、図１０乃至図１２のものと対応する参照符号で示している。
【０１１３】
この実施形態では、図１０乃至図１２の実施形態のように駆動輪を直線に配置する代わりに、二次駆動輪４６及び四次駆動輪２００は、それぞれ、主駆動輪４４、三次駆動輪４８、及び五次駆動輪２０２のレベルよりも下のレベルに位置している。
【０１１４】
この配置は、図１３に示すように、垂直方向においては図１０乃至図１２のものよりもコンパクトではないが、示すように高位の駆動輪と低位の駆動輪とがある程度重なるので、水管５０の軸方向においてはより小型化することができる。
【０１１５】
この実施形態では、各駆動輪は、駆動面が２つの環状配置のみを有する。示すように各駆動輪の垂直位置により、駆動面のより小さな配置が適切に交差するために、分岐管１１０は、示すように垂直に織り込んだ構成である。しかしながら、この構成は水管５０を真っ直ぐにすることもできる。
【０１１６】
エンジン１２を自動車１４の推進に用いる代わりに、船舶、又は、固定翼機或いはヘリコプターなどの航空機の推進など他の目的に代わりに使用してもよい。船舶の推進に使用する場合、船舶のプロペラ、或いは船舶が具備する他のタイプの推進システムの駆動に用いることができる。航空機の動力供給に使用する場合、航空機のプロペラ、或いはヘリコプターの回転翼の駆動に用いることができる。
【０１１７】
或いは、運搬モードではなく、固定用途にエンジン１２を使用してもよい。例えば、主駆動輪４４が取り付けられる軸３０の軸線が垂直位置であるように配向された駆動輪／水管配置と組み合わせて作動する２台のエンジン１２があってもよい。この実施形態における２台のエンジンは、反対の回転方向に作動して、負荷の釣合いを達成するように配向することができる。
【０１１８】
この実施形態、並びに、２台のエンジンを用いる（運搬モードも含む）他の実施形態若しくはシナリオにおいて、単一の主駆動輪及び軸が２台のエンジンにより共有される場合、エンジン速度にいくらかの変動を提供することが重要となる。そうでなければ、この変動は、軸上に競合する力をエンジンに及ぼす場合があり、次いで、軸に望ましくない応力を生じることになり得る。これは、しかしながら、各エンジンと軸との間の「リンク」が、固定された機械的結合の形態ではなく、水管５０及び主駆動輪に沿って移動する水の係合を介してであるということにより提供される。これは、２台のエンジンの速度における変動に対応するよう十分な「柔軟性」を提供する必要がある。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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