(57)【要約】蒸気生成のために水を霧化してエンジンを駆動する方法であって、霧化される水が高圧にさらされ、エンジン内に約１×１０５パスカルの標準圧力で用意された加熱された媒体内へノズルを通して律動的に噴射され、前記水がその高い内圧により、微小な粒子に霧化され、爆発的に気化される。エンジンは、２つのシリンダ（２１、３１、１０）と、前記シリンダ内で可動である並進／回転ロータ（１２、２３、４３）と、を備え、シリンダは、側壁（３３）により両側が画定された円形断面を備えており、側壁には、ドライブシャフト用の穴（３４）と、媒体と蒸気の混合物のアウトレット開口（３５）と、媒体のインレット開口（３６）と、水噴射のインレット開口（３７）が設けてあり、ロータは、各シリンダを体積が増減する２つの室（Ａ、Ｂ）に分け、ドライブシャフト（１１、２４、４４）は、前記シリンダ内で偏心して配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気生成のために水を霧化する方法であって、
ａ）霧化される水が、その体積が減少されるように、好適には１５００×１０５パスカルの圧力で高度に圧縮され、
ｂ）圧縮された水が、好適には摂氏数百度に加熱された媒体へノズルを通り律動的に噴射される、前記水が、その高い内圧により、１×１０５パスカルの標準圧力にある媒体内で、微小な粒子に霧化される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
生成された粒子が約１μｍ３の大きさを有し、水が爆発的に気化されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
蒸気が適切なエンジンを駆動し、蒸気爆発がエンジン領域内で行われることを特徴とする、請求項１および２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
エンジンを出た後、蒸気が再度冷却装置内で水に液化され、水が再度貯水タンクに戻されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
生じる熱損失が可能な限り小さく、エンジン全体は可能な限り摂氏数百度に加熱され、したがって断熱領域（５２）により囲まれていなくてはならないことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
蒸気により駆動されるために適したエンジン内で蒸気を生成するため高圧の水を霧化するための装置であって、
ａ）圧縮された水をエンジン領域内へ好適には１５００×１０５パスカルの可変の圧力値で噴射する制御されたノズル（５１ａ、５１ｂ）であって、当該ノズルは、噴射量を調整するために電子的に制御されており、
ｂ）高圧ポンプは、１５００ｂａｒの圧力を作り出し、噴射量を保証するために電子制御されており、
ｃ）白熱バーナガスがエンジン領域に導入され、水がその中に噴射され、
ｄ）適切な冷却装置が、蒸気が再度水へと液化することを保証し、
ｅ）断熱シース（５２）がエンジン（５０）を包囲し、したがって、バーナ（５３）により生じる熱によりエンジンを加熱する、
ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置は、適切なエンジンであり、
ａ）円形であるシリンダ領域（２１、３１、１０）が、エンジンハウジングブロック（２２、３２）内に配置されており、
ｂ）ハウジングブロックが両側で側壁（３３）により閉鎖されており、ドライブシャフトを支持するための穴（３４）と、媒体と蒸気の混合物のアウトレット開口（３５）と、媒体のインレット開口（３６）と、水の噴射のためのインレット開口（３７）が前記側壁に設けられており、
ｃ）並進／回転ロータ（１２、２３、４３）が、シリンダ領域（２１、３１、１０）内で動き、当該ロー他は、楕円形の形状を有し、シリンダ領域（１０、２１、３１）を体積が増減する２つの室（ＡおよびＢ）に分け、
ｄ）ドライブシャフト（１１、２４、４４）が、円形のシリンダ領域（１０、２１、３１）内で偏心して配置されており、
ｅ）ロータ（１２、２３、４３）が、一緒に回転するようにシャフト（１１、２４、４４）に接続されるが、横方向に直線的に移動可能であるように連結されており、これにより組み合わされた回転／並進運動を行うことが可能であり、
ｆ）ロータの回転時には、シリンダ領域が円形であるとともにシャフトの回転点が偏心して配置されているため、ロータは各回転位置で異なる長さを密閉する必要があり、これは、楕円の両端部に可変長さのシール用の切り欠き部を備えることで達成され、
ｇ）前記シールは３つのローラ（１３、２７、４５）を備え、これらは互いに中に入れ込まれていると共に異なる直径を有しており、室Ａ、Ｂ内の圧力比は、ローラの１つが常にシリンダ壁部に対して押圧されて室Ａ、Ｂを互いから密閉するようになっている（図１ａから図１ｄ）、
エンジン。
【請求項８】
ドライブシャフト（１１、２４、４４）が、横方向に延出する要素（１６、２５、４６）用に削り取られた領域を有することを特徴とする、請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
要素（１６、２５、４６）が、丸みを付けられた縁部を有するプレート（４６）の形状であり、当該要素は、シャフト（４４）の削り取られた領域内を前後に押されることが可能であり、プレート（４６）の両端部はロータ（１２、２３、４３）と堅固に固定され、回転時に当該ロータが、並進運動を行なうことが可能である、ことを特徴とする、請求項７および８に記載のエンジン。
【請求項１０】
ロータ（１２、２３、４３）の中央にキャビティ（１４、２６、４７）が形成されており、ドライブシャフト（１１、２４、４４）およびコネクティングロッドプレート（１６、２５、４６）を保持することを特徴とする、請求項７ｃに記載のエンジン。
【請求項１１】
図面で斜線が引かれて図示されている側面（１７）で、ロータ（１２、２３、４３）が、通常はロータの側面により覆われているインレット開口（３６）を開放する切り欠き部を有し、切り欠き部（１７）は、ロータが図１ａおよび図１ｂに示される位置にある場合、すなわちロータの回転の８分の１だけ、インレット開口を開放するように選択されていることを特徴とする、請求項７ｃに記載のエンジン。
【請求項１２】
シャフトに配置されるべき上記と同様の装置を有し、請求項１から１１に対応する第２ハウジングブロックが設けられており、唯一の違いは、コネクティングロッドプレート（４７）用の削り取られた領域がシャフトの回転９０°で設けられていることであり、したがってロータは交互に非常に高出力で作動し、さらなるハウジングブロックも当然シャフトに固定されることが可能であり、同様にコネクティングロッドプレート用の削り取られた領域が数度の角度の回転で配置されるとエンジンの作動はさらに滑らかになる。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
従来のガソリンおよびディーゼル内燃エンジンは、有害な排出ガスを発生させるだけでなく、燃焼工程において燃料の約５０％を熱に変換しており、この熱はエンジンを駆動するためには使用されていないが、エンジンのオーバーヒートを回避するために冷却によって除去されなくてはならない。さらに、エンジンはクランクシャフト、カムシャフトおよびバルブの存在のため技術的にかなりの複雑さを要し、これらはコストを発生させ、摩耗にさらされるとともに重量も増加させてしまう。
【発明の開示】
【０００２】
本発明の目的は、内燃エンジンの短所を克服する方法および装置を提供することである。
これは、水爆発およびこの目的に適したエンジンにより達成される。水が、高温の媒体に、高圧で噴射されると、水が１μｍ３の微小な液滴に霧化され、これは直ちに爆発的に超加熱蒸気に変化する。この革新的方法により、内燃エンジンに伴う全ての好ましくない現象が実質的に克服される。
【０００３】
本発明の方法によると、摂氏数百度まで加熱された媒体がエンジンに供給され、ここに１５００ｂａｒの圧力が加えられた水が噴射される（請求項１ａおよび１ｂ）。
【０００４】
我々が実施した科学実験および物理の法則に基づき、この条件では水は直ちに１μｍ３の液滴に霧化され、これにより１ｍｍ３の水は１０億個の水滴となる。こうして得られた水の表面面積の増加により、液滴が爆発的に超加熱蒸気に変化することとなる（請求項１および２）。
【０００５】
蒸気による仕事がなされるために適切なエンジンを開発することが必要であった（請求項３）。蒸気は、回転／並進ロータを、ドライブシャフトの回転の半分まで進める。蒸気および高温媒体が続いてロータによりエンジンの側壁の排出口から戻され、蒸気は再び冷却装置により液化されて水にされる（請求項４）。
【０００６】
必要以上の熱の損失を回避するために、エンジン全体は断熱カプセル内に収容されている。これによりエンジンは摂氏数百度の最適な作動温度にある（請求項５）。
【０００７】
必要な構造は以下の通りの設計となっており、例示的な実施例および添付の概略図面を参照し説明される。
【発明の詳細な説明】
【０００８】
回転往復ロータ（１２）は、両側で側壁（３３）により閉鎖されているとともに中にドライブシャフト（１１）用のベアリングが偏心して配置されている円形のシリンダ（１０）内で作動する。ロータは楕円形であり、両端部で３つのローラ（１３）を備える特別に開発されたシールにより密閉される。ドライブシャフト（１１）の円形シリンダ（１０）内における偏心した配置により、シリンダ壁部に対する密閉を確実にするためにロータ（１２）はその回転の各位置において異なる長さを有することが必要である。この目的は、図１ａから図１ｄにおいて回転時の４つの異なる位置で示される、３つのローラを有するシール（１３）により達成される。
【０００９】
可動のコネクティングロッドプレート（１６）が、中央に自由空間（１４）を有するロータ（１２）内のドライブシャフト（１１）内に通されて、ロータに接続されており、ドライブシャフトが回転運動を行なうために、往復並進運動を行なうことを可能にする。
【００１０】
蒸気および媒体用のアウトレット開口（３５）、ならびに高温媒体用のインレット開口（３６）、および水の噴射用のインレット開口（３７）の開口部、またドライブシャフトベアリング用の穴（３４）は、ハウジング（３２）の側壁（３３）に配置されている。加熱された媒体用のインレット開口（３６）はロータにより閉じられており、ロータを削り取ってなり、点線の斜線で示される領域として表わされているくぼみ（１７）が、回転時にインレット開口（３６）を通過する時のみ開放される。この段階で、ロータは、白熱バーナからのガスをシリンダ領域内へ吸い込む。
【００１１】
ロータとシリンダ壁部との間に形成される室Ａ内に、十分に高温の媒体がある場合に、約１５００ｂａｒの圧力で水が噴射される。好適にはロータが３２°進んだ時である（図１ｂ）。
【００１２】
物理学の法則により、１５００ｂａｒの圧力で噴射された水は、約１ｂａｒの環境圧にある媒体内において１μｍ３の大きさの小さい液滴に霧化される。これは、１ｍｍ３の水が、摂氏数百度に加熱された媒体内で、直ちにまた爆発的に超加熱蒸気に変換されてなる約１０億個の液滴になるということである。蒸気により生み出される力は従来の蒸気エンジンから公知である。
【００１３】
蒸気および媒体用のアウトレット開口（３５）は常に開放している。ロータが室Ａ内で蒸気の圧力にさらされている間、これは蒸気と媒体の混合物を反対側の室Ｂへ押し出す。これは、シャフトの各回転の際に２回の蒸気爆発があることを意味する。エンジンを出ると蒸気と媒体の混合物は適切な冷却装置を通り、ここで蒸気が再度水へと液化され、これにより高温空気のみが排出される。白熱媒体は、適切なプロパンガスバーナ（５３）または灯油バーナにより作り出される。エンジン全体は、断熱シース（５２）により囲まれており、これによりバーナからの熱がすぐに失われずに、同時にエンジンを加熱する。
【００１４】
エンジンは可能な限り摂氏数百度の作動温度であることが望ましく、水の気化により生じる熱損失のみがエンジンを駆動するために使用されることが意図されている。エネルギー消費は従来式のエンジンより大幅に少なく、さらに現在のバーナ技術ではディーゼルまたはガソリンによる爆発エンジンに比べて、連続的な燃料の燃焼により生じる排出ガスは著しく減る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、水爆発エンジンの機能原理を示す。
【図２】図２は、ハウジングおよび回転ロータ、ならびにドライブシャフトおよびコネクティングロッドプレートの概略断面図を示す。
【図３】図３は、ハウジングブロックおよび側壁の斜視図を示す。
【図４】図４は、密閉ローラ、ロータおよびコネクティングロッドプレートが挿入されたドライブシャフトの斜視図を示す。
【図５】図５は、断熱ボックス内のエンジンの１つの可能性としての配置の概略図を示す。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図２】
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【図３】
2009517586.tif 000008
【図４】
2009517586.tif 000009
【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月29日(2008.10.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気生成のために水を霧化することでエンジンを駆動する方法であって、
霧化される水が高圧にさらされ、そして、エンジン内に約１×１０５パスカルの標準圧力で用意された加熱された媒体内へ、ノズルを通して律動的に噴射され、前記水が、その高い内圧により、微小な粒子に霧化され、水が爆発的に気化される、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記霧化される水は、約１５００×１０５パスカルの圧力にさらされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記媒体は、摂氏数百度に加熱されている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記生成された水粒子は、約１μｍ３の大きさを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
エンジンを出た後、前記蒸気が冷却装置内で再び水に液化され、前記液化された水が再び貯水タンクに戻される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記エンジンは、熱損失を避けるために断熱されている、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ａ）少なくとも１つのエンジン領域を有するエンジンと、
ｂ）圧縮された水をエンジン領域内へ好適には１５００×１０５パスカルの可変の圧力値で噴射する制御されたノズル（５１ａ、５１ｂ）であって、噴射量を調整するために電子的に制御されている制御ノズルと、
ｃ）好適には１５００ｂａｒの圧力を作り出し、噴射量を保証するために電子制御されている高圧ポンプと、
ｄ）その中に水が噴射される前記エンジン領域内に、高温媒体を導入する手段と、
ｅ）前記蒸気が再び水へと液化することを保証する適切な冷却装置と、
ｆ）エンジン（５０）を包囲する断熱シース（５２）であって、したがって、バーナ（５３）により生じる熱によってエンジンを加熱するような、断熱シースと、
を備えた駆動システム。
【請求項８】
前記加熱された媒体は、白熱バーナーガスを含む、請求項７に記載の駆動システム。
【請求項９】
前記エンジンは、
少なくとも２つのシリンダ（２１、３１、１０）と、
前記シリンダ（２１、３１、１０）内で可動である、並進／回転ロータ（１２、２３、４３）と、
を備え、
前記シリンダは、側壁（３３）により両側が画定された円形断面を備えており、前記側壁には、ドライブシャフトを支持するための穴（３４）と、媒体と蒸気の混合物のアウトレット開口（３５）と、媒体のインレット開口（３６）と、水の噴射のためのインレット開口（３７）が設けてあり、
前記ロータは、楕円形の形状を有し、各シリンダ（１０、２１、３１）を、体積が増減する２つの室（ＡおよびＢ）に分け、
ドライブシャフト（１１、２４、４４）は、前記シリンダ（１０、２１、３１）内で偏心して配置されている、
請求項７に記載の駆動システム。
【請求項１０】
前記ロータ（１２、２３、４３）は、ロータとシャフトが一緒にする回転する一方、ロータが横方向に直線的に移動可能であるように、シャフト（１１、２４、４４）に連結されており、前記ロータが、組み合わされた回転／並進運動を行う、請求項９に記載の駆動システム。
【請求項１１】
前記ロータは、楕円の両端部に可変長さのシールのための切り欠き部を備えており、ロータ回転時には、円形のシリンダ領域及び偏心して配置されている回転点によって、ロータは各回転位置で異なる長さを密閉する、請求項１０に記載の駆動システム。
【請求項１２】
前記シールは３つのローラ（１３、２７、４５）を備え、これらは互いに中に入れ込まれていると共に異なる直径を有しており、室（Ａ、Ｂ）内の圧力比は、前記ローラの１つが常にシリンダ壁部に対して押圧されて、室（Ａ、Ｂ）を互いから密閉することをもたらす、請求項１１に記載の駆動システム。
【請求項１３】
各シリンダにおいて、ドライブシャフト（１１、２４、４４）は、横方向に延出する要素（１６、２５、４６）のための削り取られた領域を有し、前記領域は、隣接するシリンダ間で互いに角度的にずれている、請求項９に記載の駆動システム。
【請求項１４】
２つのシリンダを備え、前記削り取られた領域の角度ずれは９０度である、請求項１３に記載の駆動システム。
【請求項１５】
要素（１６、２５、４６）は、丸みを付けられた縁部を有するプレート（４６）の形状であり、当該要素は、シャフト（４４）の削り取られた領域内を前後に押されることが可能であり、前記プレート（４６）の両端部は、ロータ（１２、２３、４３）と堅固に固定され、ロータ回転時に当該ロータが、並進運動を行なうことが可能である、請求項１３に記載の駆動システム。
【請求項１６】
ロータ（１２、２３、４３）の中央にキャビティ（１４、２６、４７）が形成されており、当該キャビティは、ドライブシャフト（１１、２４、４４）およびコネクティングロッドプレート（１６、２５、４６）を保持する、請求項９に記載のエンジン。
【請求項１７】
ロータ（１２、２３、４３）は、側面において、通常はロータ側面により覆われているインレット開口（３６）を開放する切り欠き部を有し、切り欠き部（１７）は、ロータの回転の８分の１だけ、前記入口を開放するように選択されている、請求項９に記載のシステム。
【国際調査報告】
2009517586.tif 000011
2009517586.tif 000012
2009517586.tif 000013
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