(57)【要約】【課題】  熱効率を向上させることが可能なエンジンを提供する。【解決手段】  本発明に係るマルチハイブリッドエンジンは、第１ピストン機構１０が燃焼ガスの圧力を利用して作動するように構成され、第３ピストン機構３０が第１ピストン機構１０から排出された排気ガスの圧力を利用して作動するように構成されており、第３ピストン機構３０を構成する第３ピストン３５０の面積が、第１ピストン機構１０を構成する第１ピストン１５０の面積より大きくなるように構成される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク中心軸を中心として回転自在に支持され、前記クランク中心軸から所定距離だけ偏心して平行に延びるピン中心軸を中心とするクランクピンを有したクランクシャフトと、
前記クランク中心軸に直角な軸線上に配設されたシリンダ室を有するシリンダと、
前記シリンダ室内に摺合配設されるとともに前記クランクピンに連結されたピストンと、
前記ピストンに固設された連結体と、
前記連結体に前記クランク中心軸と平行に延びるローター中心軸を有して形成された円筒状開口内に回転自在に摺合配設されたローターとを有し、
前記ローターには、前記連結体に対する回転中心となる前記ローター中心軸から、前記所定距離と同一の距離だけ偏心した偏心孔が形成され、
前記偏心孔に前記クランクピンを回転自在に結合させることで、前記ピストンが前記連結体および前記ローターを介して前記クランクピンと連結されるように構成されたピストン機構を複数備え、
前記複数のピストン機構を構成する第１のピストン機構が燃焼ガスの圧力を利用して作動するように構成され、
前記複数のピストン機構を構成する第２のピストン機構が前記第１のピストン機構から排出された排気ガスの圧力を利用して作動するように構成されており、
前記第２のピストン機構を構成する第２のピストンの面積が、前記第１のピストン機構を構成する第１のピストンの面積より大きくなるように構成されることを特徴とするマルチハイブリッドエンジン。
【請求項２】
前記第２のピストン機構から排出された排気ガスの熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生装置を備え、
前記複数のピストン機構を構成する第３のピストン機構が前記水蒸気発生装置により発生した水蒸気の圧力を利用して作動するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマルチハイブリッドエンジン。
【請求項３】
前記シリンダが、前記クランク中心軸に直角な軸線上において前記シリンダ室に対し前記クランクシャフトを挟んで対向配設された対向シリンダ室を有し、
前記対向シリンダ室内に、前記連結体を介して前記ピストンに連結された対向ピストンが摺合配設されることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のマルチハイブリッドエンジン。
【請求項４】
前記ピストン機構が、前記シリンダ室に対し前記クランクシャフトを挟んで対向配設され、導線が前記クランク中心軸に直角な軸線と平行な筒状に巻かれたコイルと、
前記コイルの内部空間を往復移動自在に配設されるとともに、前記連結体を介して前記ピストンに連結された永久磁石とを備えて構成されることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のマルチハイブリッドエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの熱効率を向上させるための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンには、４サイクルガソリンエンジンや、２サイクルガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等がある。また、ダブルアクティングピストンエンジンとして、本出願人の出願による特許文献１に開示のものがある。このダブルアクティングピストンエンジンでは、左右にピストンを有する連結体に内歯ギヤを形成し、クランクシャフト上にクランクピンと同心に形成した外歯ピニオンギヤをこの内歯ギヤと噛合させ、ピストンの往復動をこれら内歯ギヤと外歯ピニオンギヤとを介してクランクシャフトに伝達してクランクシャフトを回転駆動するように構成されている。
【０００３】
本出願人はさらに、上記ダブルアクティングピストンエンジンの強度向上を図るとともに潤滑性を図る目的でこれを改良したダブルアクティングピストンエンジンの米国特許を取得している（特許文献２を参照）。また、本出願人は、ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に効率良く変換でき、低回転時でも安定した運転が可能なダブルアクティングピストンエンジンを特許文献３で開示している。
【特許文献１】特公昭５１−３５６４５号
【特許文献２】米国特許第５，３４７，９６０号
【特許文献３】特開２００４−１６２５９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関である４サイクルガソリンエンジンにおける正味仕事は、図３１の熱勘定図で示すように、熱効率として２８％程度であり、冷却損失が２８．５％、排気損失が３４％、機械損失および輻射損失が９．５％程度となっている。そこで、本出願の発明者は、エンジンの熱効率をさらに向上させるべく研究開発を行った。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みて成されたものであり、熱効率を向上させることが可能なエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的達成のため、本発明に係るマルチハイブリッドエンジンは、クランク中心軸を中心として回転自在に支持され、クランク中心軸から所定距離だけ偏心して平行に延びるピン中心軸を中心とするクランクピンを有したクランクシャフトと、クランク中心軸に直角な軸線上に配設されたシリンダ室を有するシリンダと、シリンダ室内に摺合配設されるとともにクランクピンに連結されたピストンと、ピストンに固設された連結体と、連結体にクランク中心軸と平行に延びるローター中心軸を有して形成された円筒状開口内に回転自在に摺合配設されたローターとを有し、ローターには、連結体に対する回転中心となるローター中心軸から、所定距離と同一の距離だけ偏心した偏心孔が形成され、偏心孔にクランクピンを回転自在に結合させることで、ピストンが連結体およびローターを介してクランクピンと連結されるように構成されたピストン機構を複数備えて構成される。
【０００７】
そして、複数のピストン機構を構成する第１のピストン機構（例えば、実施形態における第１ピストン機構１０）が燃焼ガスの圧力を利用して作動するように構成され、複数のピストン機構を構成する第２のピストン機構（例えば、実施形態における第３ピストン機構３０）が第１のピストン機構から排出された排気ガスの圧力を利用して作動するように構成されており、第２のピストン機構を構成する第２のピストン（例えば、実施形態における第３ピストン３５０）の面積が、第１のピストン機構を構成する第１のピストン（例えば、実施形態における第１ピストン１５０）の面積より大きくなるように構成される。
【０００８】
また、上述の発明において、第２のピストン機構から排出された排気ガスの熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生装置（例えば、実施形態における水蒸気発生システム５）を備え、複数のピストン機構を構成する第３のピストン機構（例えば、実施形態における第４ピストン機構４０）が水蒸気発生装置により発生した水蒸気の圧力を利用して作動するように構成されることが好ましい。
【０００９】
さらに、上述の発明において、シリンダ（例えば、実施形態における左右の第１シリンダ１０１，１０２）が、クランク中心軸に直角な軸線上においてシリンダ室（例えば、実施形態における右第１シリンダ室１２５）に対しクランクシャフトを挟んで対向配設された対向シリンダ室（例えば、実施形態における左第１シリンダ室１１５）を有し、対向シリンダ室内に、連結体を介してピストン（例えば、実施形態における右側の第１ピストン１５０）に連結された対向ピストン（例えば、実施形態における左側の第１ピストン１５０）が摺合配設されることが好ましい。
【００１０】
また、上述の発明において、ピストン機構が、シリンダ室に対しクランクシャフトを挟んで対向配設され、導線がクランク中心軸に直角な軸線と平行な筒状に巻かれたコイルと、コイルの内部空間を往復移動自在に配設されるとともに、連結体を介してピストンに連結された永久磁石とを備えて構成されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２のピストン機構が第１のピストン機構から排出された排気ガスの圧力を利用して作動するように構成されるため、第１ピストン機構から排出された排気ガス（排気熱）を有効利用することができ、エンジンの熱効率を向上させることが可能になる。さらに、第２のピストン機構を構成する第２のピストンの面積が、第１のピストン機構を構成する第１のピストンの面積より大きくなるように構成されることで、第２のピストンにおいて排気ガスの圧力をより大きな面積で受けるため、第２のピストン機構においてより大きな力を得ることが可能になる。
【００１２】
また、第２のピストン機構から排出された排気ガスの熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生装置を備え、第３のピストン機構が水蒸気発生装置により発生した水蒸気の圧力を利用して作動するように構成されることで、第２のピストン機構から排出された排気ガス（排気熱）を有効利用することができるため、エンジンの熱効率をより向上させることが可能になる。
【００１３】
さらに、シリンダが、シリンダ室に対しクランクシャフトを挟んで対向配設された対向シリンダ室を有し、この対向シリンダ室内に、連結体を介してピストンに連結された対向ピストンが摺合配設されることで、ピストン機構がいわゆるダブルアクティングピストン機構の構造となるため、同一排気量でのエンジンの小型化が可能になる。
【００１４】
また、ピストン機構が、シリンダ室に対しクランクシャフトを挟んで対向配設されたコイルと、連結体を介してピストンに連結された永久磁石とを備えて構成されることで、ピストンと連結された永久磁石をコイルの内部空間で往復移動させて発電を行うことができるため、コンパクトなエンジン式発電機を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明に係るマルチハイブリッドエンジンＥＮＧを図１〜図３に示している。このマルチハイブリッドエンジンＥＮＧは、第１内燃機関１と、第２内燃機関２と、二次膨張機関３と、スチーム機関４とを主体に構成される。
【００１６】
第１内燃機関１は、天然ガス（水素ガスを用いてもよい）を燃料とする４サイクル内燃機関であり、燃焼ガスの圧力を利用して作動する第１ピストン機構１０を主体に構成される。第１ピストン機構１０は、図２に示すように、第１クランクシャフト１６０を挟むようにして左右一対の第１シリンダ１０１，１０２が対向配設されて構成されている。左第１シリンダ１０１および右第１シリンダ１０２は、それぞれ内端同士が対向して結合された左右の第１シリンダボディ１１０，１２０と、各シリンダボディ１１０，１２０の外端に取り付けられた左右の第１シリンダヘッド１１２，１２２とからなる。
【００１７】
左第１シリンダヘッド１１２には、左吸気ポート１１３および左排気ポート１１４が形成され、左吸気ポート１１３の端部に吸気側ロータリーバルブ１１７が回転自在に取り付けられるとともに、左排気ポート１１４の端部に排気側ロータリーバルブ１１８が回転自在に取り付けられている。吸気側ロータリーバルブ１１７は、直径方向に貫通する連通孔１１７ａを有するロータリー式のバルブであり、第１クランクシャフト１６０の１／４の回転数で回転することにより、左吸気ポート１１３を所定のタイミングで開閉するようになっている。排気側ロータリーバルブ１１８も、直径方向に貫通する連通孔１１８ａを有するロータリー式のバルブであり、第１クランクシャフト１６０の１／４の回転数で回転することにより、左排気ポート１１４を所定のタイミングで開閉するようになっている。また、左第１シリンダヘッド１１２の中央には、点火プラグ１１９（図１２を参照）が図示のように取り付けられている。
【００１８】
右第１シリンダヘッド１２２には、右吸気ポート１２３および右排気ポート１２４が形成され、左第１シリンダヘッド１１２と同様に、右吸気ポート１２３の端部に連通孔１２７ａを有する吸気側ロータリーバルブ１２７が回転自在に取り付けられるとともに、右排気ポート１２４の端部に連通孔１２８ａを有する排気側ロータリーバルブ１２８が回転自在に取り付けられている。また、右第１シリンダヘッド１２２の中央には、点火プラグ１２９（図１２を参照）が図示のように取り付けられている。なお、各吸気ポート１１３，１２３および排気ポート１１４，１２４の内面にはセラミック（耐熱樹脂でもよい）が溶着されており、断熱効果を高めている。これにより、排気ガスの温度は上昇するが、この排気ガスは後述するスチーム機関４の水蒸気を発生させるための熱源として使用されるため、エンジンの熱効率の向上が期待できる。
【００１９】
左右の第１シリンダボディ１１０，１２０にはそれぞれ、第１クランクシャフト１６０の回転中心軸Ｃ１１（以下、第１クランク中心軸Ｃ１１と称する）に対して直角な方向に貫通する同一径の第１シリンダボア１１０ａ，１２０ａが形成されており、これら左右の第１シリンダボア１１０ａ，１２０ａが左右の第１シリンダヘッド１１２，１２２にそれぞれ覆われて、第１クランクシャフト１６０を挟んで対向する左第１シリンダ室１１５および右第１シリンダ室１２５が形成されている。これら左右の第１シリンダ室１１５，１２５は同軸上に位置して形成されている。
【００２０】
左右の第１シリンダ室１１５，１２５内に第１ピストンアセンブリ１０３が摺動自在に嵌合配設されている。この第１ピストンアセンブリ１０３は、第１連結体１３０と、この第１連結体１３０の左右端部にピン１５８により結合された左右一対の第１ピストン１５０，１５０と、第１連結体１３０内に回転自在に配設された第１ローターアセンブリ１４０とから構成される。左右一対の第１ピストン１５０，１５０はそれぞれ左右の第１シリンダボア１１０ａ，１２０ａに摺合して第１シリンダ室１１５，１２５内に挿入されており、第１連結体１３０に結合された状態で一体となって、第１シリンダ室１１５，１２５内をシリンダ中心軸方向に往復移動可能となっている。
【００２１】
左右一対の第１ピストン１５０，１５０は同一形状であり、図６に示すように形成されている。第１ピストン１５０は、各シリンダボア１１０ａ，１２０ａと摺合する円筒状のヘッド部１５１と、ヘッド部１５１の上下両側から後方に延びた円弧状の一対のスリッパ部１５２，１５２と、これら一対のスリッパ部１５２，１５２の間を結んでヘッド部１５１の後側に形成されたリブ１５３，１５３とから一体形成されている。ヘッド部１５１の外周面には３個のリング溝１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ（ピストンリング溝およびオイルリング溝）が形成されている。また、リブ１５３には上下に延びた挿入溝１５３ａが形成されるとともに、この挿入溝１５３ａを横切って上下一対の連結孔１５３ｂが形成されている。なお、ヘッド部１５１の外周面とスリッパ部１５２の外周面とは、各シリンダボア１１０ａ，１２０ａと摺合する円筒面を形成している。
【００２２】
第１連結体１３０（なお、連結体はピストンコネクターとも称される）は、図７〜図９に示すように、リング状リム部１３１と、リム部１３１から左右両側に延びた各一対の連結アーム壁１３３とを有する。リム部１３１は円筒状開口を有し、この円筒状開口の内周面１３１ａにおける厚さ方向片側には内周側に突出するショルダー部１３２が一体形成され、このショルダー部１３２の内面における上下二カ所にそれぞれ複数枚の歯からなる内歯ギヤ１３２ａが形成されている。また、各連結アーム壁１３３には上下一対の連結孔１３３ａが形成されている。さらに、リム部１３１の外周側における上下二カ所には、各シリンダボア１１０ａ，１２０ａに摺合する円弧状のガイド部１３５が形成されている。このガイド部１３５の一端には切り欠き１３５ａが設けられ、この切り欠き１３５ａとリム部１３１の内周面１３１ａとを連通する第１潤滑孔１３５ｂがそれぞれ形成されている。
【００２３】
ピストン１５０のリブ１５３に形成された挿入溝１５３ａに連結アーム壁１３３を挿入させるとともに、連結孔１３３ａ，１５３ｂにピン１５８を挿入して図２に示すように、第１ピストン１５０が第１連結体１３０の両側に結合される。このとき、各ピストン１５０のスリッパ部１５２が第１連結体１３０のガイド部１３５に当接する。この状態で、ピストンヘッド部１５１と、スリッパ部１５２と、ガイド部１３５の外周面とは同一円周上に並び、シリンダボア１１０ａ，１２０ａに摺合可能となっている。
【００２４】
第１ローターアセンブリ１４０は、図１０に示すように、メインローター部材１４１とサブローター部材１４２とを左右一対のボルト１４３により結合して構成され、円筒外周面１４５を有する円筒状に形成されている。この円筒外周面１４５の中心軸Ｃ１３（以下、第１ローター中心軸Ｃ１３と称する）から距離ｅ１だけ偏心した中心軸Ｃ１２（以下、第１ピン中心軸Ｃ１２と称する）を有する第１偏心孔１４４がこの第１ローターアセンブリ１４０（各ローター部材１４１，１４２）に形成されている。なお、メインローター部材１４１とサブローター部材１４２との結合面と第１ピン中心軸Ｃ１２とは重なる。サブローター部材１４２にはボルト１４３のヘッドのための座ぐり１４２ｂが形成されているが、この座ぐり１４２ｂから第１偏心孔１４４に貫通する小さな潤滑孔１４２ａがサブローター部材１４２に形成されている。また、円筒外周面１４５には全周にわたる潤滑溝１４５ａが形成されている。
【００２５】
メインローター部材１４１には片側側面に開口した左右一対のローラ配設空間１４１ａが左右対称形状に形成されている。各ローラ配設空間１４１ａ内には、支持ピン１４６ａにより回転自在に支持されたメインローラ１４６と、それぞれ支持ピン１４７ａにより回転自在に支持された一対のサブローラ１４７とが配設されている。これら左右一対のローラ配設空間１４１，１４１を覆ってメインローター部材１４１の側面にカバー１４９がボルト１４９ａにより固定されている。ここで、メインローラ１４６の支持ピン１４６ａはボルト１４６ｂによりメインローター部材１４１およびカバー１４９に固定されており、この支持ピン１４６ａの上にメインローラ１４６が回転自在に緩嵌合して取り付けられている。
【００２６】
また、カバー１４９の上においてボルト１４６ｂに捻りコイルバネ１４８が取り付けられており、両側脚部１４８ａ，１４８ａがカバー１４９の開口を通ってローラ配設空間１４１内に突出し、サブローラ１４７の支持ピン１４７ａと係合している。捻りコイルバネ１４８（板バネ等を使用するようにしてもよい）は脚部１４８ａ，１４８ａが閉じる方向、すなわち、図１０（Ａ）において矢印Ａで示す方向に付勢力が作用するバネであり、一対のサブローラ１４７，１４７を互いに近づけるように付勢する。なお、ローラ配設空間１４１には、メインローター部材１４１の第１偏心孔１４４に開口してメインローラ１４６の外周面を露出させるメイン開口１４１ａと、円筒外周面１４５に開口してサブローラ１４７の外周面を露出させるサブ開口１４１ｂ，１４１ｂとが形成されている。また、サブ開口１４１ｂは、サブローラ１４７が矢印Ａで示す方向にスライド移動可能なように長穴状に形成されている。なお、各ローラ１４６，１４７および捻りコイルバネ１４８により、第１クランクピン１６１の回転に連動して第１ローターアセンブリ１４０を回転させる連動回転機構を構成している。
【００２７】
第１ローターアセンブリ１４０の円筒外周面１４５は第１連結体１３０のリム部１３１の内周面１３１ａに回転自在に摺合する寸法であり、第１偏心孔１４４は第１クランクシャフト１６０の第１クランクピン１６１を回転自在に摺合させる寸法である。このため、図１に示すように、第１偏心孔１４４内に第１クランクピン１６１を回転自在に摺合させるようにして第１ローターアセンブリ１４０が第１クランクピン１６１に取り付けられ、且つこの第１ローターアセンブリ１４０は第１連結体１３０のリム部１３１の内周面１３１ａに回転自在に摺合される。この結果、第１ピストンアセンブリ１０３は、第１連結体１３０および第１ローターアセンブリ１４０を介して第１クランクピン１６１に連結されるとともに、第１シリンダ室１１５，１２５内に軸方向に移動自在に挿入配設された状態となる。
【００２８】
なお、このように第１偏心孔１４４内に第１クランクピン１６１を回転自在に摺合させるとともに第１ローターアセンブリ１４０が第１連結体１３０の内周面１３１ａに回転自在に摺合されたとき、メインローラ１４６の外周面がメイン開口１４１ａを介して第１クランクピン１６１の外周面に当接し、サブローラ１４７，１４７の外周面がサブ開口１４１ｂ，１４１ｂを介して第１連結体１３０の内周面１３１ａと当接する。このとき、捻りコイルバネ１４８の付勢により、サブローラ１４７，１４７が互いに近づくように押され、メインローラ１４６の外周面と第１クランクピン１６１の外周面との当接およびサブローラ１４７，１４７の外周面と第１連結体１３０の内周面１３１ａとの当接状態が維持される。
【００２９】
このように捻りコイルバネ１４８によりサブローラ１４７，１４７を付勢することにより、第１クランクピン１６１に対する第１ローターアセンブリ１４０の位置を所望の位置に保持することができる。例えば、第１クランクピン１６１が回転駆動されると、支持ピン１４６ａとメインローラ１４６との隙間および支持ピン１４７ａとサブローラ１４７との隙間に対応する分だけ、第１クランクピン１６１の回転角と第１ローターアセンブリ１４０の回転角とに差（進角差）が生じるが、回転駆動力が解放された時点で捻りコイルバネ１４８の付勢力により両ローラ１４６，１４７が所定の位置に戻され、所望位置にリセットされる。また、第１クランクピン１６１から軸直角方向に作用する力は、各ローラ１４６，１４７を介して第１連結体１３０の内周面１３１ａにより受け止められる、すなわち、各ローラがベアリングとしての役割を果たすため、第１クランクピン１６１の強度、耐久性を向上することができる。なお、第１クランクピン１６１の回転時には、メインローラ１４６による巻き込み効果によりサブローラ１４７，１４７がそれぞれサブ開口１４１ｂ，１４１ｂの一端側に締め付けられる。
【００３０】
第１クランクシャフト１６０を図１１に詳細に示しており、この第１クランクシャフト１６０は第１クランク中心軸Ｃ１１を中心として回転自在となって左右の第１シリンダボディ１０１，１０２により支持されている。第１クランクピン１６１の中心軸である第１ピン中心軸Ｃ１２は第１クランク中心軸Ｃ１１から距離ｅ１だけ偏心しており、第１クランクピン１６１の片側には複数の歯を有する外歯ギヤ１６２が形成されている。なお、第１クランク中心軸Ｃ１１と第１ピン中心軸Ｃ１２との偏心距離ｅ１は、第１ローターアセンブリ１４０における第１ピン中心軸Ｃ１２と第１ローター中心軸Ｃ１３との偏心距離ｅ１と等しい。また、第１クランクピン１６１の径は第１連結体１３０における内周面１３１ａの径の１／２である。
【００３１】
以上のような構成の第１ピストン機構１０（第１内燃機関１）では、第１クランクシャフト１６０の回転が第１クランクピン１６１に取り付けられた第１ローターアセンブリ１４０を介して、第１連結体１３０、すなわち第１ピストンアセンブリ１０３を左右の第１シリンダ室１１５，１２５内で往復動させる運動に変換されるようになっている。なおこのとき、第１ローターアセンブリ１４０は第１クランクシャフト１６０と反対方向に相対回転するが、各ローラ１４６，１４７および捻りコイルバネ１４８からなる回転連動機構により、第１クランクシャフト１６０の回転駆動力が第１ローターアセンブリ１４０を反対方向へ回転するように伝達されるので、第１クランクシャフト１６０の回転が第１ピストンアセンブリ１０３を往復動させる運動にスムーズに変換される。なお、第１ピストンアセンブリ１０３の往復幅は、第１ローターアセンブリ１４０が第１クランクシャフト１６０と反対方向に相対回転するため、偏心距離ｅ１の４倍となる。
【００３２】
また、第１ピストン機構１０は、上述したように、第１クランクシャフト１６０を挟むようにして左第１シリンダ室１１５および右第１シリンダ室１２５が対向配設され、左右の第１シリンダ室１１５，１２５内に第１ピストンアセンブリ１０３、すなわち左右の第１ピストン１５０，１５０が摺動自在に嵌合配設された、いわゆるダブルアクティングピストン機構であり、これにより、同一排気量の従来の内燃機関（ピストン機構）と比較して１／５〜１／６程度の小型化が可能になる。そのため、低出力ではあるが高効率な運転領域で使用しても、本実施形態では１／３程度の小型化が可能になる。
【００３３】
第２内燃機関２は、天然ガス（水素ガスを用いてもよい）を燃料とする４サイクル内燃機関であり、燃焼ガスの圧力を利用して作動する第２ピストン機構２０を主体に構成される。第２ピストン機構２０は、第１ピストン機構１０と同様の構成であり、図３に示すように、第２クランクシャフト２６０を挟むようにして左右一対の第２シリンダ２０１，２０２が対向配設されて構成されている。左第２シリンダ２０１および右第２シリンダ２０２は、それぞれ内端同士が対向して結合された左右の第２シリンダボディ２１０，２２０と、各シリンダボディ２１０，２２０の外端に取り付けられた左右の第２シリンダヘッド２１２，２２２とからなる。
【００３４】
左第２シリンダヘッド２１２には、第１内燃機関１の場合と同様に、左吸気ポート２１３および左排気ポート２１４が形成され、左吸気ポート２１３の端部に連通孔２１７ａを有する吸気側ロータリーバルブ２１７が回転自在に取り付けられるとともに、左排気ポート２１４の端部に連通孔２１８ａを有する排気側ロータリーバルブ２１８が回転自在に取り付けられる。そして、左第２シリンダヘッド２１２の中央には、点火プラグ２１９が図示のように取り付けられる。
【００３５】
右第２シリンダヘッド２２２には、第１内燃機関１の場合と同様に、右吸気ポート２２３および右排気ポート２２４が形成され、右吸気ポート２２３の端部に連通孔２２７ａを有する吸気側ロータリーバルブ２２７が回転自在に取り付けられるとともに、右排気ポート２２４の端部に連通孔２２８ａを有する排気側ロータリーバルブ２２８が回転自在に取り付けられる。そして、右第２シリンダヘッド２２２の中央には、点火プラグ２２９が図示のように取り付けられる。なお、各吸気ポート２１３，２２３および排気ポート２１４，２２４の内面にはセラミック（耐熱樹脂でもよい）が溶着されており、断熱効果を高めている。これにより、排気ガスの温度は上昇するが、この排気ガスは後述するスチーム機関４の水蒸気を発生させるための熱源として使用されるため、エンジンの熱効率の向上が期待できる。
【００３６】
左右の第２シリンダボディ２１０，２２０にはそれぞれ、第２クランクシャフト２６０の回転中心軸Ｃ２１（以下、第２クランク中心軸Ｃ２１と称する）に対して直角な方向に貫通する同一径の第２シリンダボア２１０ａ，２２０ａが形成されており、これら左右の第２シリンダボア２１０ａ，２２０ａが左右の第２シリンダヘッド２１２，２２２にそれぞれ覆われて、第２クランクシャフト２６０を挟んで対向する左第２シリンダ室２１５および右第２シリンダ室２２５が形成されている。これら左右の第２シリンダ室２１５，２２５は同軸上に位置して形成されている。
【００３７】
左右の第２シリンダ室２１５，２２５内に第２ピストンアセンブリ２０３が摺動自在に嵌合配設されている。この第２ピストンアセンブリ２０３は、第１ピストンアセンブリ１０３と同様に、第２連結体２３０と、この第２連結体２３０の左右端部にピン２５８により結合された左右一対の第２ピストン２５０，２５０と、第２連結体２３０内に回転自在に配設された第２ローターアセンブリ２４０とから構成される。
【００３８】
左右一対の第２ピストン２５０，２５０は、第１ピストン１５０，１５０と同様に、左右の第２シリンダボア２１０ａ，２２０ａにそれぞれ摺合して第２シリンダ室２１５，２２５内に挿入されており、第２連結体２３０に結合された状態で一体となって、第２シリンダ室２１５，２２５内をシリンダ中心軸方向に往復移動可能となっている。第２連結体２３０は第１連結体１３０と同様に形成され、第２連結体２３０に形成される円筒状開口の内周面２３１ａには、第２ローターアセンブリ２４０が第２ローター中心軸Ｃ２３を中心に回転自在に摺合されている。
【００３９】
第２ローターアセンブリ２４０は、第１ローターアセンブリ１４０と同様に円筒外周面（図示せず）を有する円筒状に形成され、この第２ローターアセンブリ２４０には、円筒外周面の中心軸となる第２ローター中心軸Ｃ２３から距離ｅ２だけ偏心した中心軸Ｃ２２（すなわち、第２ピン中心軸Ｃ２２）を有する第２偏心孔２４４が形成されている。そして、第２偏心孔２４４内に第２クランクピン２６１を回転自在に摺合させるようにして第２ローターアセンブリ２４０を第２クランクピン２６１に取り付けることで、第２ピストンアセンブリ２０３が第２連結体２３０および第２ローターアセンブリ２４０を介して第２クランクピン２６１に連結されるようになっている。
【００４０】
第２クランクシャフト２６０は第１クランクシャフト１６０と同様に形成され、第２クランク中心軸Ｃ２１を中心として回転自在となって左右の第２シリンダボディ２０１，２０２により支持されている。第２クランクピン２６１の中心軸である第２ピン中心軸Ｃ２２は第２クランク中心軸Ｃ２１から距離ｅ２だけ偏心しており、この第２クランク中心軸Ｃ２１と第２ピン中心軸Ｃ２２との偏心距離ｅ２は、第２ローターアセンブリ２４０における第２ピン中心軸Ｃ２２と第２ローター中心軸Ｃ２３との偏心距離ｅ２と等しくなっている。
【００４１】
そして、以上のような構成の第２ピストン機構２０（第２内燃機関２）において、第１ピストン機構１０と同様に、第２クランクシャフト２６０の回転が第２クランクピン２６１に取り付けられた第２ローターアセンブリ２４０を介して、第２連結体２３０、すなわち第２ピストンアセンブリ２０３を左右の第２シリンダ室２１５，２２５内で往復動させる運動にスムーズに変換されるようになっている。なお、第２ピストンアセンブリ２０３の往復幅は、第２ローターアセンブリ２４０が第２クランクシャフト２６０と反対方向に相対回転するため、偏心距離ｅ２の４倍となる。
【００４２】
また、第２ピストン機構２０は、上述したように、第２クランクシャフト２６０を挟むようにして左第２シリンダ室２１５および右第２シリンダ室２２５が対向配設され、左右の第２シリンダ室２１５，２２５内に第２ピストンアセンブリ２０３、すなわち左右の第２ピストン２５０，２５０が摺動自在に嵌合配設された、いわゆるダブルアクティングピストン機構であり、これにより、同一排気量の従来の内燃機関（ピストン機構）と比較して１／５〜１／６程度の小型化が可能になる。そのため、低出力ではあるが高効率な運転領域で使用しても、本実施形態では１／３程度の小型化が可能になる。
【００４３】
二次膨張機関３は、第１内燃機関１および第２内燃機関２から排出された排気ガスを二次膨張させるための機関であり、第１内燃機関１（第１ピストン機構１０）および第２内燃機関２（第２ピストン機構２０）から排出された排気ガスの圧力を利用して作動する第３ピストン機構３０を主体に構成される。これにより、第１内燃機関１および第２内燃機関２から排出された排気ガス（排気熱）を有効利用することができ、エンジンの熱効率を向上させることが可能になる。第３ピストン機構３０は、第１ピストン機構１０と同様の構成であり、図２に示すように、第３クランクシャフト３６０を挟むようにして左右一対の第３シリンダ３０１，３０２が対向配設されて構成されている。左第３シリンダ３０１および右第３シリンダ３０２は、それぞれ内端同士が対向して結合された左右の第３シリンダボディ３１０，３２０と、各シリンダボディ３１０，３２０の外端に取り付けられた左右の第３シリンダヘッド３１２，３２２とからなる。
【００４４】
左第３シリンダヘッド３１２には、左吸気ポート３１３や、互いに途中で繋がる上側左排気ポート３１４ａおよび下側左排気ポート３１４ｂが形成され、左吸気ポート３１３の端部に吸気側ロータリーバルブ３１７が回転自在に取り付けられるとともに、上側左排気ポート３１４ａおよび下側左排気ポート３１４ｂの端部に排気側ロータリーバルブ３１８がそれぞれ回転自在に取り付けられている。左吸気ポート３１３は、第１内燃機関１の左排気ポート１１４と第２内燃機関２の左排気ポート２１４にそれぞれ繋がっており、第１内燃機関１の左排気ポート１１４および第２内燃機関２の左排気ポート２１４からの排気ガスが交互に供給されるようになっている。これにより、１つの二次膨張機関３で効率よく第１内燃機関１および第２内燃機関２から排出された排気ガスの有効利用を図っている。
【００４５】
吸気側ロータリーバルブ３１７は、直径方向に貫通する連通孔３１７ａを有するロータリー式のバルブであり、第３クランクシャフト３６０の１／４の回転数で回転することにより、左吸気ポート３１３を所定のタイミングで開閉するようになっている。排気側ロータリーバルブ３１８も、直径方向に貫通する連通孔３１８ａを有するロータリー式のバルブであり、第３クランクシャフト３６０の１／２の回転数で回転することにより、上側左排気ポート３１４ａおよび下側左排気ポート３１４ｂを所定のタイミングで開閉するようになっている。
【００４６】
右第３シリンダヘッド３２２には、右吸気ポート３２３や、互いに途中で繋がる上側右排気ポート３２４ａおよび下側右排気ポート３２４ｂが形成され、左第３シリンダヘッド３１２と同様に、右吸気ポート３２３の端部に連通孔３２７ａを有する吸気側ロータリーバルブ３２７が回転自在に取り付けられるとともに、上側右排気ポート３２４ａおよび下側右排気ポート３２４ｂの端部に連通孔３２８ａを有する排気側ロータリーバルブ３２８がそれぞれ回転自在に取り付けられている。また、右吸気ポート３２３は、第１内燃機関１の右排気ポート１２４と第２内燃機関２の右排気ポート２２４にそれぞれ繋がっており、第１内燃機関１の右排気ポート１２４および第２内燃機関２の右排気ポート２２４からの排気ガスが交互に供給されるようになっている。なお、各吸気ポートおよび排気ポートの内面にはセラミック（耐熱樹脂でもよい）が溶着されており、断熱効果を高めている。これにより、排気ガスの温度は上昇するが、この排気ガスは後述するスチーム機関４の水蒸気を発生させるための熱源として使用されるため、エンジンの熱効率の向上が期待できる。
【００４７】
左右の第３シリンダボディ３１０，３２０にはそれぞれ、第３クランクシャフト３６０の回転中心軸Ｃ３１（以下、第３クランク中心軸Ｃ３１と称する）に対して直角な方向に貫通する同一径の第３シリンダボア３１０ａ，３２０ａが形成されており、これら左右の第３シリンダボア３１０ａ，３２０ａが左右の第３シリンダヘッド３１２，３２２にそれぞれ覆われて、第３クランクシャフト３６０を挟んで対向する左第３シリンダ室３１５および右第３シリンダ室３２５が形成されている。これら左右の第３シリンダ室３１５，３２５は同軸上に位置して形成されている。
【００４８】
左右の第３シリンダ室３１５，３２５内に第３ピストンアセンブリ３０３が摺動自在に嵌合配設されている。この第３ピストンアセンブリ３０３は、第１ピストンアセンブリ１０３と同様に、第３連結体３３０と、この第３連結体３３０の左右端部にピン３５８により結合された左右一対の第３ピストン３５０，３５０と、第３連結体３３０内に回転自在に配設された第３ローターアセンブリ３４０とから構成される。
【００４９】
左右一対の第３ピストン３５０，３５０は、第１ピストン１５０，１５０と同様に、左右の第３シリンダボア３１０ａ，３２０ａにそれぞれ摺合して第３シリンダ室３１５，３２５内に挿入されており、第３連結体３３０に結合された状態で一体となって、第３シリンダ室３１５，３２５内をシリンダ中心軸方向に往復移動可能となっている。第３連結体３３０は第１連結体１３０と同様に形成され、第３連結体３３０に形成される円筒状開口の内周面３３１ａには、第３ローターアセンブリ３４０が第３ローター中心軸Ｃ３３を中心に回転自在に摺合されている。
【００５０】
第３ローターアセンブリ３４０は、第１ローターアセンブリ１４０と同様に円筒外周面（図示せず）を有する円筒状に形成され、この第３ローターアセンブリ３４０には、円筒外周面の中心軸となる第３ローター中心軸Ｃ３３から距離ｅ３だけ偏心した中心軸Ｃ３２（すなわち、第３ピン中心軸Ｃ３２）を有する第３偏心孔３４４が形成されている。そして、第３偏心孔３４４内に第３クランクピン３６１を回転自在に摺合させるようにして第３ローターアセンブリ３４０を第３クランクピン３６１に取り付けることで、第３ピストンアセンブリ３０３が第３連結体３３０および第３ローターアセンブリ３４０を介して第３クランクピン３６１に連結されるようになっている。
【００５１】
第３クランクシャフト３６０は第１クランクシャフト１６０と同様に形成され、第３クランク中心軸Ｃ３１を中心として回転自在となって左右の第３シリンダボディ３０１，３０２により支持されている。第３クランクピン３６１の中心軸である第３ピン中心軸Ｃ３２は第３クランク中心軸Ｃ３１から距離ｅ３だけ偏心しており、この第３クランク中心軸Ｃ３１と第３ピン中心軸Ｃ３２との偏心距離ｅ３は、第３ローターアセンブリ３４０における第３ピン中心軸Ｃ３２と第３ローター中心軸Ｃ３３との偏心距離ｅ３と等しくなっている。
【００５２】
そして、以上のような構成の第３ピストン機構３０（二次膨張機関３）では、第１ピストン機構１０と同様に、第３クランクシャフト３６０の回転が第３クランクピン３６１に取り付けられた第３ローターアセンブリ３４０を介して、第３連結体３３０、すなわち第３ピストンアセンブリ３０３を左右の第３シリンダ室３１５，３２５内で往復動させる運動にスムーズに変換されるようになっている。また、第３ピストンアセンブリ３０３の往復幅は、第３ローターアセンブリ３４０が第３クランクシャフト３６０と反対方向に相対回転するため、偏心距離ｅ３の４倍となる。
【００５３】
なお、第３ピストン３５０の面積（径）は、第１ピストン１５０および第２ピストン２５０のいずれの面積（径）より大きくなっており、具体的には、第３ピストン３５０の面積が第１ピストン１５０（および第２ピストン２５０）の面積の約２倍となっている。これにより、第３ピストン３５０において排気ガスの圧力をより大きな面積で受けるため、第３ピストン機構３０（二次膨張機関３）においてより大きな力を得ることが可能になる。すなわち、第３ピストン３５０と第１ピストン１５０（および第２ピストン２５０）との面積の差の分だけ第３ピストン３５０が押圧される。また、第２ピストン２５０の面積（径）は、第１ピストン１５０の面積（径）と等しくなっている。なお、左右の第３シリンダ３０１，３０２においては、第３ピストン３５０に合わせて各第３シリンダ室３１５，３２５の面積（径）が大きくなっており、第３ピストンアセンブリ３０３においては、第３ピストン３５０の面積（径）に合わせて第３連結体３３０や第３ローターアセンブリ３４０が形成される。但し、第３ピストンアセンブリ３０３の重量は他のピストンアセンブリ１０３，２０３，４０３と同じになるように構成され、各ピストンアセンブリ間での重量のバランスを取っている。
【００５４】
また、第３ピストン機構３０は、上述したように、第３クランクシャフト３６０を挟むようにして左第３シリンダ室３１５および右第３シリンダ室３２５が対向配設され、左右の第３シリンダ室３１５，３２５内に第３ピストンアセンブリ３０３、すなわち左右の第３ピストン３５０，３５０が摺動自在に嵌合配設された、いわゆるダブルアクティングピストン機構であり、これにより、同一排気量の従来の内燃機関（ピストン機構）と比較して１／５〜１／６程度の小型化が可能になる。そのため、低出力ではあるが高効率な運転領域で使用しても、本実施形態では１／３程度の小型化が可能になる。
【００５５】
スチーム機関４は、二次膨張機関３（第３ピストン機構３０）からの排気ガスの熱を利用して発生させた水蒸気を利用して作動する機関であり、詳細は後述する水蒸気発生システム５（図５を参照）により発生した水蒸気の圧力を利用して作動する第４ピストン機構４０を主体に構成される。これにより、二次膨張機関３（第３ピストン機構３０）から排出された排気ガス（排気熱）を有効利用することができるため、エンジンの熱効率をより向上させることが可能になる。第４ピストン機構４０は、第１ピストン機構１０と同様の構成であり、図３に示すように、第４クランクシャフト４６０を挟むようにして左右一対の第４シリンダ４０１，４０２が対向配設されて構成されている。左第４シリンダ４０１および右第４シリンダ４０２は、それぞれ内端同士が対向して結合された左右の第４シリンダボディ４１０，４２０と、各シリンダボディ４１０，４２０の外端に取り付けられた左右の第４シリンダヘッド４１２，４２２とからなる。
【００５６】
左第４シリンダヘッド４１２には、左吸気ポート４１３や、互いに途中で繋がる上側左排気ポート４１４ａおよび下側左排気ポート４１４ｂが形成され、左吸気ポート４１３の端部にロータリースチームバルブ４１７が回転自在に取り付けられるとともに、上側左排気ポート４１４ａおよび下側左排気ポート４１４ｂの端部に排気側ロータリーバルブ４１８がそれぞれ回転自在に取り付けられている。左吸気ポート４１３は水蒸気発生システム５（図５を参照）に繋がっており、水蒸気発生システム５から液化された水蒸気（高温高圧の水）が供給されるようになっている。
【００５７】
ロータリースチームバルブ４１７は、直径方向に貫通する連通孔４１７ａおよび、この連通孔４１７ａに中央に形成された略球形の水溜めである空間部４１７ｂを有するロータリー式のバルブであり、第４クランクシャフト４６０の１／２の回転数で回転することにより、左吸気ポート４１３を所定のタイミングで開閉するようになっている。排気側ロータリーバルブ４１８は、直径方向に貫通する連通孔４１８ａを有するロータリー式のバルブであり、第４クランクシャフト４６０の１／２の回転数で回転することにより、上側左排気ポート４１４ａおよび下側左排気ポート４１４ｂを所定のタイミングで開閉するようになっている。
【００５８】
右第４シリンダヘッド４２２には、右吸気ポート４２３や、互いに途中で繋がる上側右排気ポート４２４ａおよび下側右排気ポート４２４ｂが形成され、左第４シリンダヘッド４１２と同様に、右吸気ポート４２３の端部に連通孔４２７ａおよび略球形の水溜めである空間部４２７ｂを有するロータリースチームバルブ４２７が回転自在に取り付けられるとともに、上側右排気ポート４２４ａおよび下側右排気ポート４２４ｂの端部に連通孔４２８ａを有する排気側ロータリーバルブ４２８がそれぞれ回転自在に取り付けられている。また、右吸気ポート４２３は水蒸気発生システム５（図５を参照）に繋がっており、水蒸気発生システム５から液化された水蒸気（高温高圧の水）が供給されるようになっている。なお、各吸気ポートおよび排気ポートの内面にはセラミックが溶着されており、断熱効果を高めている。
【００５９】
左右の第４シリンダボディ４１０，４２０にはそれぞれ、第４クランクシャフト４６０の回転中心軸Ｃ４１（以下、第４クランク中心軸Ｃ４１と称する）に対して直角な方向に貫通する同一径の第４シリンダボア４１０ａ，４２０ａが形成されており、これら左右の第４シリンダボア４１０ａ，４２０ａが左右の第４シリンダヘッド４１２，４２２にそれぞれ覆われて、第４クランクシャフト４６０を挟んで対向する左第４シリンダ室４１５および右第４シリンダ室４２５が形成されている。これら左右の第４シリンダ室４１５，４２５は同軸上に位置して形成されている。
【００６０】
左右の第４シリンダ室４１５，４２５内に第４ピストンアセンブリ４０３が摺動自在に嵌合配設されている。この第４ピストンアセンブリ４０３は、第１ピストンアセンブリ１０３と同様に、第４連結体４３０と、この第４連結体４３０の左右端部にピン４５８により結合された左右一対の第４ピストン４５０，４５０と、第４連結体４３０内に回転自在に配設された第４ローターアセンブリ４４０とから構成される。
【００６１】
左右一対の第４ピストン４５０，４５０は、第１ピストン１５０，１５０と同様に、左右の第４シリンダボア４１０ａ，４２０ａにそれぞれ摺合して第４シリンダ室４１５，４２５内に挿入されており、第４連結体４３０に結合された状態で一体となって、第４シリンダ室４１５，４２５内をシリンダ中心軸方向に往復移動可能となっている。第４連結体４３０は第１連結体１３０と同様に形成され、第４連結体４３０に形成される円筒状開口の内周面４３１ａには、第４ローターアセンブリ４４０が第４ローター中心軸Ｃ４３を中心に回転自在に摺合されている。
【００６２】
第４ローターアセンブリ４４０は、第１ローターアセンブリ１４０と同様に円筒外周面（図示せず）を有する円筒状に形成され、この第４ローターアセンブリ４４０には、円筒外周面の中心軸となる第４ローター中心軸Ｃ４３から距離ｅ４だけ偏心した中心軸Ｃ４２（すなわち、第４ピン中心軸Ｃ４２）を有する第４偏心孔４４４が形成されている。そして、第４偏心孔４４４内に第４クランクピン４６１を回転自在に摺合させるようにして第４ローターアセンブリ４４０を第４クランクピン４６１に取り付けることで、第４ピストンアセンブリ４０３が第４連結体４３０および第４ローターアセンブリ４４０を介して第４クランクピン４６１に連結されるようになっている。
【００６３】
第４クランクシャフト４６０は第１クランクシャフト１６０と同様に形成され、第４クランク中心軸Ｃ４１を中心として回転自在となって左右の第４シリンダボディ４０１，４０２により支持されている。第４クランクピン４６１の中心軸である第４ピン中心軸Ｃ４２は第４クランク中心軸Ｃ４１から距離ｅ４だけ偏心しており、この第４クランク中心軸Ｃ４１と第４ピン中心軸Ｃ４２との偏心距離ｅ４は、第４ローターアセンブリ４４０における第４ピン中心軸Ｃ４２と第４ローター中心軸Ｃ４３との偏心距離ｅ４と等しくなっている。
【００６４】
そして、以上のような構成の第４ピストン機構４０（スチーム機関４）では、第１ピストン機構１０と同様に、第４クランクシャフト４６０の回転が第４クランクピン４６１に取り付けられた第４ローターアセンブリ４４０を介して、第４連結体４３０、すなわち第４ピストンアセンブリ４０３を左右の第４シリンダ室４１５，４２５内で往復動させる運動にスムーズに変換されるようになっている。また、第４ピストンアセンブリ４０３の往復幅は、第４ローターアセンブリ４４０が第４クランクシャフト４６０と反対方向に相対回転するため、偏心距離ｅ４の４倍となる。なお、本実施形態において、第４ピストン４５０の面積（径）は、第１ピストン１５０（および第２ピストン２５０）の面積（径）と等しくなっているが、必要に応じて変えるようにしてもよい。
【００６５】
また、第４ピストン機構４０は、上述したように、第４クランクシャフト４６０を挟むようにして左第４シリンダ室４１５および右第４シリンダ室４２５が対向配設され、左右の第４シリンダ室４１５，４２５内に第４ピストンアセンブリ４０３、すなわち左右の第４ピストン４５０，４５０が摺動自在に嵌合配設された、いわゆるダブルアクティングピストン機構であり、これにより、同一排気量の従来の内燃機関（ピストン機構）と比較して１／５〜１／６程度の小型化が可能になる。そのため、低出力ではあるが高効率な運転領域で使用しても、本実施形態では１／３程度の小型化が可能になる。
【００６６】
ところで、図４に示すように、第１クランクシャフト１６０は、第１クランク中心軸Ｃ１１と第４クランク中心軸Ｃ４１とが同軸となるように第４クランクシャフト４６０と連結されるように構成されており、第１クランクシャフト１６０と第４クランクシャフト４６０とが同軸上で連結されて第１クランクシャフトアセンブリ６０が形成されるようになっている。これにより、図１に示すように、第１クランクシャフトアセンブリ６０の軸線上（すなわち、第１および第４クランク中心軸Ｃ１１，Ｃ４１上）で第１ピストン機構１０（第１内燃機関１）と第４ピストン機構４０（スチーム機関４）とが並んで配置される。なお、図４に示すように、第１ピン中心軸Ｃ１２が第４ピン中心軸Ｃ４２に対して第１クランク中心軸Ｃ１１（第４クランク中心軸Ｃ４１）を中心に１８０度だけ相対回転した位置に位置するように、第１クランクシャフト１６０と第４クランクシャフト４６０とが連結される。
【００６７】
また、図４に示すように、第２クランクシャフト２６０は、第２クランク中心軸Ｃ２１と第３クランク中心軸Ｃ３１とが同軸となるように第３クランクシャフト３６０と連結されるように構成されており、第２クランクシャフト２６０と第３クランクシャフト３６０とが同軸上で連結されて第２クランクシャフトアセンブリ６５が形成されるようになっている。これにより、図１に示すように、第２クランクシャフトアセンブリ６５の軸線上（すなわち、第２および第３クランク中心軸Ｃ２１，Ｃ３１上）で第２ピストン機構２０（第２内燃機関２）と第３ピストン機構３０（二次膨張機関３）とが並んで配置される。なお、図４に示すように、第２ピン中心軸Ｃ２２が第３ピン中心軸Ｃ３２に対して第２クランク中心軸Ｃ２１（第３クランク中心軸Ｃ３１）を中心に１８０度だけ相対回転した位置に位置するように、第２クランクシャフト２６０と第３クランクシャフト３６０とが連結される。
【００６８】
そして、図１に示すように、第１クランクシャフトアセンブリ６０の軸線（第１および第４クランク中心軸Ｃ１１，Ｃ４１）が第２クランクシャフトアセンブリ６５の軸線（第２および第３クランク中心軸Ｃ２１，Ｃ３１）に対して平行となり、且つ、第１ピストン機構１０が第３ピストン機構３０に対して第２クランクシャフトアセンブリ６５の軸線と直角な方向に並んで配置されるとともに、第４ピストン機構４０が第２ピストン機構２０に対して第２クランクシャフトアセンブリ６５の軸線と直角な方向に並んで配置されるように構成されている。これにより、エンジンの重心Ｇ（図１を参照）をエンジンの中央に位置させることができるため、バランサー等が不要となり、エンジンの小型化が可能になる。具体的には、第１ピストン機構１０および第２ピストン機構２０の中心と、第３ピストン機構３０および第４ピストン機構４０の中心とが重心Ｇで重なり、この重心Ｇを含む同軸上で第１ピストン機構１０および第２ピストン機構２０の合力と、これと反対方向に作用する第３ピストン機構３０および第４ピストン機構４０の合力とがそれぞれ互いに打ち消し合うように作用する。
【００６９】
なお、各ピストン機構に構成される第１シリンダ１０１，１０２、第２シリンダ２０１，２０２、第３シリンダ３０１，３０２、そして第４シリンダ４０１，４０２は、互いに一体的に形成されてシリンダアッセンブリ７０を構成する。また、シリンダアッセンブリ７０の外部に突出する第１および第３クランクシャフト１６０，３６０の端部には、第１および第２クランクシャフトアセンブリ６０，６５を同期回転させることが可能なシンクロドライブギヤ（図示せず）等がそれぞれ取り付けられる。
【００７０】
続いて、スチーム機関４に水蒸気を供給するための水蒸気発生システム５について図５を参照しながら説明する。水蒸気発生システム５は、水が貯留されたリザーブタンク５０１と、リザーブタンク５０１から供給される水を加熱するための一次熱交換器５１０および二次熱交換器５２０とを主体に構成される。
【００７１】
一次熱交換器５１０は、後述するタービンユニット５５０から排出された排気ガスが通過する排気管５１１の肉厚部に、螺旋状に形成されたステンレス製の第１熱交換パイプ５１２が鋳込まれた構成となっており、リザーブタンク５０１からの水が第１熱交換パイプ５１２を通過するときに、排気管５１１を通過する排気ガスの熱を利用して第１熱交換パイプ５１２を通過する水を加熱することで、一次熱交換器５１０によりリザーブタンク５０１からの水が加熱されるようになっている。そして、一次熱交換器５１０を用いて加熱された水は、第１加圧ポンプ５０２を用いて二次熱交換器５２０に送られるようになっている。このとき、第１加圧ポンプ５０２を用いて二次熱交換器５２０に送られる水の圧力は、例えば、６〜１６ｋｇｆ／ｃｍ２程度に設定される。なお、排気管５１１の肉厚部に螺旋状の第１熱交換パイプ５１２を鋳込むことにより、第１熱交換パイプ５１２の破裂を防止している。また、第１加圧ポンプ５０２は図示しないモーターで駆動されるギアポンプであり、スチーム機関４の第４ピストンアセンブリ４０３が一往復する間に０．０５〜０．２ｍｌ程度の（高圧の）水を送るようになっている。
【００７２】
二次熱交換器５２０は、二次膨張機関３の各排気ポート（上側左排気ポート３１４ａおよび下側左排気ポート３１４ｂ、並びに、上側右排気ポート３２４ａおよび下側右排気ポート３２４ｂ）から排出された排気ガスが通過するエキゾーストマニホールド５２１の肉厚部に、螺旋状に形成されたステンレス製の第２熱交換パイプ５２２が鋳込まれた構成となっており、一次熱交換器５１０（第１加圧ポンプ５０２）からの高圧の水が第２熱交換パイプ５２２を通過するときに、エキゾーストマニホールド５２１を通過する排気ガスの熱を利用して第２熱交換パイプ５２２を通過する水を加熱することで、二次熱交換器５２０により一次熱交換器５１０からの水が加熱されるようになっている。そして、二次熱交換器５２０を用いて加熱された高温高圧の水は、スチーム機関４の左吸気ポート４１３および右吸気ポート４２３に送られるようになっている。このようにして、左吸気ポート４１３および右吸気ポート４２３に送られた高温高圧の水は、相対的に圧力が低下する左右の第４シリンダ室４１５，４２５で水蒸気に気化するようになっている。なお、エキゾーストマニホールド５２１の肉厚部に螺旋状の第２熱交換パイプ５２２を鋳込むことにより、第２熱交換パイプ５２２の破裂を防止している。
【００７３】
ところで、タービンユニット５５０は、タービンシャフト５５２の一端側に設けられた排気タービン５５１と、タービンシャフト５５２の他端側に設けられたインペラ５５３と、排気タービン５５１を回転駆動した排気ガスから水蒸気を分離する水蒸気分離装置５６０とを主体に構成される。排気タービン５５１は、二次膨張機関３の各排気ポートから排出された排気ガスを利用して回転駆動されるように構成されており、この排気タービン５５１の回転力を利用してタービンシャフト５５２およびインペラ５５３が回転するようになっている。
【００７４】
インペラ５５３は、前述したように、排気タービン５５１により回転駆動され、スチーム機関４の各排気ポート（上側左排気ポート４１４ａおよび下側左排気ポート４１４ｂ、並びに、上側右排気ポート４２４ａおよび下側右排気ポート４２４ｂ）から排出された蒸気を吸引してリザーブタンク５０１へ送るように構成される。なお、リザーブタンク５０１内の圧力は２〜３ｋｇｆ／ｃｍ２程度に設定され、インペラ５５３を利用してリザーブタンク５０１へ送られた水蒸気は、水に液化した状態でリザーブタンク５０１内に貯留される。
【００７５】
水蒸気分離装置５６０は、例えば、遠心分離の原理を用いて、排気タービン５５１を回転駆動して高速回転する排気ガスから水蒸気を分離する構成となっており、排気ガスから分離された水蒸気は冷却装置５０４を通過して集水タンク５０５に送られるようになっている。なお、排気ガスから分離された水蒸気は冷却装置５０４で水に液化する。そして、集水タンク５０５に貯留された水は、第２加圧ポンプ５０６を用いて、ワンウェイバルブ５０７を介してリザーブタンク５０１に送られる。これにより、水蒸気分離装置５６０を用いて外部（排気ガス）からリザーブタンク５０１に水が供給されるため、リザーブタンク５０１に水を補充する手間を省くことができ、メンテナンス性が向上する。さらに、リザーブタンク５０１に水を補充するための大型の装置を別途設ける必要がなく、エンジンの小型化が可能になる。特に、移動を伴う自動車や航空機用エンジンに有効である。なお、第２加圧ポンプ５０６は図示しないモーターで駆動され、リザーブタンク５０１内の水量が所定値以下となった場合に、集水タンク５０５に貯留された水をリザーブタンク５０１に送り補給するようになっている。また、集水タンク５０５の上部にはガス抜き用のバルブ５０８が配設されている。
【００７６】
なお、水蒸気分離装置５６０を通過した排気ガスは、一次熱交換器５１０の排気管５１１を通過したのち外部に排出される。これからわかるように、水蒸気発生システム５の一次熱交換器５１０および二次熱交換器５２０は、二次膨張機関３（第３ピストン機構３０）から排出された排気ガスの熱を利用して水を加熱する構成となっており、二次膨張機関３（第３ピストン機構３０）から排出された排気ガス（排気熱）を有効利用している。
【００７７】
このように構成されるマルチハイブリッドエンジンＥＮＧにおいて、まず、第１内燃機関１（第１ピストン機構１０）および二次膨張機関３（第３ピストン機構３０）の作動について図１２〜図１９を参照しながら説明する。なお、各ピストン機構は左右対称であり、左右で同様の動作を行うので、本実施形態では各ピストン機構の右側部分の作動を中心に説明する。また、第２内燃機関２（第２ピストン機構２０）は、第１内燃機関１（第１ピストン機構１０）と同様の構成であり、同様の動作を行うため本実施形態では説明を省略する。
【００７８】
図１２においては、第１内燃機関１に構成される右側の第１ピストン１５０が上死点に位置しており、このときのクランク角を０度とする。第１内燃機関１の吸入行程では、図１２〜図１４に順に示すように、クランク角が０度〜１８０度になるまで第１クランクシャフト１６０が回転し、右側の第１ピストン１５０が上死点から下死点まで（左方へ）移動して天然ガスと空気の混合ガスが右吸気ポート１２３から右第１シリンダ室１２５内に吸入される。このあいだ、吸気側ロータリーバルブ１２７は、連通孔１２７ａを介して右吸気ポート１２３を開放しつつ４５度（すなわち、第１クランクシャフト１６０の１／４）だけ回転し、排気側ロータリーバルブ１２８は、右排気ポート１２４を閉鎖しつつ４５度（すなわち、第１クランクシャフト１６０の１／４）だけ回転する。なお、吸気側ロータリーバルブ１２７は、クランク角が第１ピストン１５０の上死点より手前２０度の時点から右吸気ポート１２３を開放し始め、クランク角が第１ピストン１５０の下死点より３０度だけ進んだ時点で右吸気ポート１２３を閉鎖する。
【００７９】
一方、図１２において、二次膨張機関３に構成される右側の第３ピストン３５０が下死点に位置しており、図１２〜図１４に順に示すように、クランク角が０度〜１８０度になるまで第１内燃機関１の第１クランクシャフト１６０が回転すると、右側の第３ピストン３５０が下死点から上死点まで（右方へ）移動して、二次膨張を行った第１内燃機関１からの排気ガスが上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂから水蒸気発生システム５の二次熱交換器５２０に排出される。すなわち、第１内燃機関１が吸入行程のとき、二次膨張機関３は排気行程となる。また、第１内燃機関１が吸入行程のとき、第２内燃機関２は燃焼行程となる。
【００８０】
このあいだ、吸気側ロータリーバルブ３２７は、右吸気ポート３２３を閉鎖しつつ４５度（すなわち、第３クランクシャフト３６０の１／４）だけ回転し、各排気側ロータリーバルブ３２８，３２８は、連通孔３２８ａを介して上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ開放しつつ９０度（すなわち、第３クランクシャフト３６０の１／２）だけ回転する。なお、排気側ロータリーバルブ３２８，３２８は、クランク角が第３ピストン３５０の下死点より手前３０度の時点から上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ開放し始め、クランク角が第３ピストン３５０の上死点より３０度だけ進んだ時点で右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ閉鎖する。
【００８１】
第１内燃機関１の圧縮行程では、図１４〜図１６に順に示すように、クランク角が１８０度〜３６０度になるまで第１クランクシャフト１６０が回転し、右側の第１ピストン１５０が下死点から上死点まで（右方へ）移動して右第１シリンダ室１２５内の混合ガスが圧縮される。このあいだ、吸気側ロータリーバルブ１２７は右吸気ポート１２３を閉鎖しつつ４５度だけさらに回転し、排気側ロータリーバルブ１２８は右排気ポート１２４を閉鎖しつつ４５度だけさらに回転する。
【００８２】
一方、二次膨張機関３では、図１４〜図１６に順に示すように、クランク角が１８０度〜３６０度になるまで第１内燃機関１の第１クランクシャフト１６０が回転すると、第２内燃機関２からの排気ガスが右吸気ポート３２３から右第３シリンダ室３２５内に供給されて、右側の第３ピストン３５０がこの排気ガスの圧力を受けつつ、上死点から下死点まで（左方へ）移動する。すなわち、第１内燃機関１が圧縮行程のとき、二次膨張機関３は膨張行程となる。また、第１内燃機関１が圧縮行程のとき、第２内燃機関２は排気行程となる。
【００８３】
このあいだ、吸気側ロータリーバルブ３２７は、連通孔３２７ａを介して右吸気ポート３２３を第２内燃機関２の右排気ポート２２４側に開放しつつ４５度だけさらに回転し、各排気側ロータリーバルブ３２８，３２８は、上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ閉鎖しつつ９０度だけさらに回転する。なお、吸気側ロータリーバルブ３２７は、クランク角が第３ピストン３５０の上死点より手前２０度の時点から右吸気ポート３２３を第２内燃機関２の右排気ポート２２４側に開放し始め、クランク角が第３ピストン３５０の下死点より３０度だけ進んだ時点で右吸気ポート３２３を閉鎖する。
【００８４】
第１内燃機関１の燃焼行程では、図１６〜図１８に順に示すように、クランク角が３６０度〜５４０度になるまで第１クランクシャフト１６０が回転し、右側の第１ピストン１５０が燃焼ガスの圧力を受けつつ上死点から下死点まで（左方へ）移動する。このあいだ、吸気側ロータリーバルブ１２７は右吸気ポート１２３を閉鎖しつつ４５度だけさらに回転し、排気側ロータリーバルブ１２８は右排気ポート１２４を閉鎖しつつ４５度だけさらに回転する。
【００８５】
一方、二次膨張機関３では、図１６〜図１８に順に示すように、クランク角が３６０度〜５４０度になるまで第１内燃機関１の第１クランクシャフト１６０が回転すると、右側の第３ピストン３５０が下死点から上死点まで（右方へ）移動して、二次膨張を行った第２内燃機関２からの排気ガスが上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂから水蒸気発生システム５の二次熱交換器５２０に排出される。すなわち、第１内燃機関１が燃焼行程のとき、二次膨張機関３は排気行程となる。また、第１内燃機関１が燃焼行程のとき、第２内燃機関２は吸入行程となる。
【００８６】
このあいだ、吸気側ロータリーバルブ３２７は右吸気ポート３２３を閉鎖しつつ４５度だけさらに回転し、各排気側ロータリーバルブ３２８，３２８は、連通孔３２８ａを介して上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ開放しつつ９０度だけさらに回転する。なお、排気側ロータリーバルブ３２８，３２８は、クランク角が第３ピストン３５０の下死点より手前３０度の時点から上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ開放し始め、クランク角が第３ピストン３５０の上死点より３０度だけ進んだ時点で右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ閉鎖する。
【００８７】
第１内燃機関１の排気行程では、図１８〜図１９、および図１２に順に示すように、クランク角が５４０度〜７２０度になるまで第１クランクシャフト１６０が回転し、右側の第１ピストン１５０が下死点から上死点まで（右方へ）移動して、右第１シリンダ室１２５内の燃焼ガスが右排気ポート１２４から排気ガスとして二次膨張機関３の右吸気ポート３２３に排出される。このあいだ、吸気側ロータリーバルブ１２７は右吸気ポート１２３を閉鎖しつつ４５度だけさらに回転し、排気側ロータリーバルブ１２８は連通孔１２８ａを介して右排気ポート１２４を開放しつつ４５度だけさらに回転する。なお、排気側ロータリーバルブ１２８は、クランク角が第１ピストン１５０の下死点より手前２０度の時点から右排気ポート１２４を開放し始め、クランク角が第１ピストン１５０の上死点より３０度だけ進んだ時点で右排気ポート１２４を閉鎖する。
【００８８】
一方、二次膨張機関３では、図１８〜図１９、および図１２に順に示すように、クランク角が５４０度〜７２０度になるまで第１内燃機関１の第１クランクシャフト１６０が回転すると、第１内燃機関１からの排気ガスが右吸気ポート３２３から右第３シリンダ室３２５内に供給されて、右側の第３ピストン３５０がこの排気ガスの圧力を受けつつ、上死点から下死点まで（左方へ）移動する。すなわち、第１内燃機関１が排気行程のとき、二次膨張機関３は膨張行程となる。また、第１内燃機関１が排気行程のとき、第２内燃機関２は圧縮行程となる。そして、第１内燃機関１は排気行程の後に吸気行程を繰り返し、同様に、二次膨張機関３は膨張および排気行程を繰り返す。
【００８９】
この膨張行程のあいだ、吸気側ロータリーバルブ３２７は、連通孔３２７ａを介して右吸気ポート３２３を第１内燃機関１の右排気ポート１２４側に開放しつつ４５度だけさらに回転し、各排気側ロータリーバルブ３２８，３２８は、上下の右排気ポート３２４ａ，３２４ｂをそれぞれ閉鎖しつつ９０度だけさらに回転する。なお、吸気側ロータリーバルブ３２７は、クランク角が第３ピストン３５０の上死点より手前２０度の時点から右吸気ポート３２３を第１内燃機関１の右排気ポート１２４側に開放し始め、クランク角が第３ピストン３５０の下死点より３０度だけ進んだ時点で右吸気ポート３２３を閉鎖する。
【００９０】
なお、クランク角が０度〜７２０度になるまで第１クランクシャフト１６０が回転するあいだ、第１内燃機関１では、吸気側ロータリーバルブ１２７および排気側ロータリーバルブ１２８が１８０度だけ回転し、二次膨張機関３では、吸気側ロータリーバルブ３２７が１８０度だけ回転するとともに、排気側ロータリーバルブ３２８が３６０度だけ回転する。
【００９１】
次に、スチーム機関４（第４ピストン機構４０）の作動について図２０〜図２３を参照しながら説明する。なお、第４ピストン機構４０は左右対称であり、左右で同様の動作を行うので、本実施形態では第４ピストン機構４０の右側部分の作動を中心に説明する。図２０においては、スチーム機関４に構成される右側の第４ピストン４５０が上死点に位置しており、このときのクランク角を０度とする。
【００９２】
スチーム機関４の膨張行程では、図２０〜図２２に順に示すように、クランク角が０度〜１８０度になるまで第４クランクシャフト４６０が回転し、水蒸気発生システム５により右吸気ポート４２３から右第４シリンダ室４２５内に水蒸気が供給されて、右側の第４ピストン４５０がこの水蒸気の圧力を受けつつ、上死点から下死点まで（左方へ）移動する。このあいだ、ロータリースチームバルブ４２７は、連通孔４２７ａを介して右吸気ポート４２３を開放しつつ９０度（すなわち、第４クランクシャフト４６０の１／２）だけ回転し、各排気側ロータリーバルブ４２８，４２８は、上下の右排気ポート４２４ａ，４２４ｂをそれぞれ閉鎖しつつ９０度（すなわち、第４クランクシャフト４６０の１／２）だけ回転する。
【００９３】
そして、ロータリースチームバルブ４２７が右吸気ポート４２３を開放したとき、右吸気ポート４２３に送られた高温高圧の水は、ロータリースチームバルブ４２７の連通孔４２７ａを通過して右第４シリンダ室４２５内に達し、相対的に圧力が低下する右第４シリンダ室４２５内で水蒸気に気化する。このようにして、水蒸気発生システム５により水蒸気が右第４シリンダ室４２５内に供給される。なお、ロータリースチームバルブ４２７は、第４ピストン４５０が上死点に位置する時点から右吸気ポート４２３を開放し始め、クランク角が第４ピストン４５０の上死点より９０度だけ進んだ時点で右吸気ポート４２３を閉鎖する。
【００９４】
なお、図２０〜図２２に示すように、スチーム機関４の右側部分が膨張行程のとき、スチーム機関４の左側部分は排気行程となる。また、スチーム機関４が図２０〜図２２に示す膨張行程のとき、第２内燃機関２は圧縮行程となる。
【００９５】
スチーム機関４の排気行程では、図２２〜図２３、および図２０に順に示すように、クランク角が１８０度〜３６０度になるまで第４クランクシャフト４６０が回転し、右側の第４ピストン４５０が下死点から上死点まで（右方へ）移動して、右第４シリンダ室４２５内の水蒸気が上下の右排気ポート４２４ａ，４２４ｂから水蒸気発生システム５のリザーブタンク５０１へ排出される。そして、スチーム機関４は排気行程の後に膨張行程を繰り返す。
【００９６】
この排気行程のあいだ、ロータリースチームバルブ４２７は右吸気ポート４２３を閉鎖しつつ９０度だけさらに回転し、各排気側ロータリーバルブ４２８，４２８は、連通孔４２８ａを介して上下の右排気ポート４２４ａ，４２４ｂをそれぞれ開放しつつ９０度だけさらに回転する。なお、排気側ロータリーバルブ４２８，４２８は、クランク角が第４ピストン４５０の下死点より手前３０度の時点から上下の右排気ポート４２４ａ，４２４ｂをそれぞれ開放し始め、クランク角が第４ピストン４５０の上死点より３０度だけ進んだ時点で右排気ポート４２４ａ，４２４ｂをそれぞれ閉鎖する。また、クランク角が０度〜３６０度になるまで第４クランクシャフト４６０が回転するあいだ、スチーム機関４では、ロータリースチームバルブ４２７および排気側ロータリーバルブ４２８が１８０度だけ回転する。
【００９７】
なお、図２２〜図２３、および図２０に示すように、スチーム機関４の右側部分が排気行程のとき、スチーム機関４の左側部分は膨張行程となる。また、スチーム機関４が図２２〜図２３、および図２０に示す排気行程のとき、第２内燃機関２は燃焼行程となる。そして、第１内燃機関１が吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、排気行程を繰り返すとき、第２内燃機関２は、燃焼行程、排気行程、吸気行程、圧縮行程の順に繰り返す。またこのとき、二次膨張機関３は、排気行程、膨張行程、排気行程、膨張行程の順に繰り返し、同様に、スチーム機関４は、排気行程、膨張行程、排気行程、膨張行程の順に繰り返す。
【００９８】
そして、以上のような構成のマルチハイブリッドエンジンＥＮＧによれば、第３ピストン機構３０が第１ピストン機構１０および第２ピストン機構２０から排出された排気ガスの圧力を利用して作動するように構成されるため、第１ピストン機構１０および第２ピストン機構２０から排出された排気ガス（排気熱）を有効利用することができ、エンジンの熱効率を向上させることが可能になる。さらに、第３ピストン機構３０を構成する第３ピストン３５０の面積が、第１ピストン機構１０および第２ピストン機構２０を構成する第１ピストン１５０および第２ピストン２５０のいずれの面積より大きくなるように構成されることで、第３ピストン３５０において排気ガスの圧力をより大きな面積で受けるため、第３ピストン機構３０においてより大きな力を得ることが可能になる。
【００９９】
また、第３ピストン機構３０から排出された排気ガスの熱を利用して水蒸気を発生させる水蒸気発生システム５を備え、第４ピストン機構４０が水蒸気発生システム５により発生した水蒸気の圧力を利用して作動するように構成されることで、第３ピストン機構３０から排出された排気ガス（排気熱）を有効利用することができるため、エンジンの熱効率をより向上させることが可能になる。
【０１００】
さらに、各シリンダ（例えば、第１シリンダ１０１，１０２）が、右シリンダ室（例えば、右第１シリンダ室１２５）に対しクランクシャフトを挟んで対向配設された左シリンダ室（例えば、左第１シリンダ室１１５）を有し、右側のピストン（例えば、右側の第１ピストン１５０）が右シリンダ室内に摺合配設されるとともに、連結体（例えば、第１連結体１３０）を介して右側のピストンと連結された左側のピストン（例えば、左側の第１ピストン１５０）が左シリンダ室内に摺合配設されることで、各ピストン機構がいわゆるダブルアクティングピストン機構の構造となるため、同一排気量の従来の内燃機関（ピストン機構）と比較して１／５〜１／６程度の小型化が可能になる。そのため、低出力ではあるが高効率な運転領域で使用しても、本実施形態では１／３程度の小型化が可能になる。
【０１０１】
なお、上述の実施形態において、各ピストン機構がいわゆるダブルアクティングピストン機構の構造となっているが、これに限られるものではない。例えば、図２４に示すように、第１内燃機関６０１の第１ピストン機構６０５において、左第１シリンダ室１１５を有する左第１シリンダ１０１の代わりに、第１のコイル６１５を右第１シリンダ室１２５に対し第１クランクシャフト１６０を挟んで対向配設するとともに、左側の第１ピストン１５０の代わりに、第１のコイル６１５の内部空間を往復移動自在な第１の永久磁石６５０を、第１連結体６３０を介して右側の第１ピストン１５０と連結させるようにしてもよい。このようにすれば、右側の第１ピストン１５０と連結された第１の永久磁石６５０を第１のコイル６１５の内部空間で往復移動させて発電を行うことができるため、コンパクトなエンジン式発電機を得ることが可能になる。なお、第１のコイル６１５は、導線が第１クランク中心軸に直角な軸線と平行な筒状に巻かれた構成となる。
【０１０２】
また、図２４においては、二次膨張機関７０１の第３ピストン機構７０５において、左第３シリンダ室３１５を有する左第３シリンダ３０１の代わりに、第３のコイル７１５が右第３シリンダ室３２５に対し第３クランクシャフト３６０を挟んで対向配設されるとともに、左側の第３ピストン３５０の代わりに、第３のコイル７１５の内部空間を往復移動自在な第３の永久磁石７５０が、第３連結体７３０を介して右側の第３ピストン３５０と連結される。さらに、詳細図示しないが、第２内燃機関（第２ピストン機構）およびスチーム機関（第４ピストン機構）においても、第１内燃機関６０１および二次膨張機関７０１と同様に、コイルおよび永久磁石が配設される。
【０１０３】
また、上述の実施形態において、二次膨張機関３（第３ピストン機構３０）からの排気ガスの熱を利用して発生させた水蒸気を利用して作動するスチーム機関４（第４ピストン機構４０）が設けられているが、これに限られるものではなく、このスチーム機関４を設けずに、二次膨張機関３を設けるだけでも、エンジンの熱効率上昇が期待できる。
【０１０４】
さらに、上述の実施形態において、第１内燃機関１（第１ピストン機構１０）に加えて第２内燃機関２（第２ピストン機構２０）が設けられているが、これに限られるものではなく、内燃機関（第１もしくは第２ピストン機構）が１つだけ設けられるようにしてもよく、内燃機関が３つ以上設けられるようにしてもよい。
【０１０５】
また、上述の実施形態において、排気ガスから水蒸気（水）を分離する水蒸気分離装置５６０が設けられているが、これに限られるものではなく、この水蒸気分離装置５６０を設けなくてもよい。
【０１０６】
さらに、上述の実施形態において、ロータリースチームバルブ４１７，４２７に略球形の空間部４１７ｂ，４２７ｂが形成されているが、これに限られるものではなく、例えば、シリンダ状に形成されてもよく、さらに容積可変に形成されるようにしてもよい。
【０１０７】
また、上述の実施形態において、連結体における円筒状開口の内周面に内歯同期ギヤを形成するとともに、クランクピンの外周面に外歯同期ギヤを形成し、ローターアセンブリの各ローラに前述の内歯同期ギヤおよび外歯同期ギヤと噛合する外歯同期ギヤを形成するようにしてもよい。
【０１０８】
例えば、第１ピストン機構１０においては、図２５〜図２８に示すように、第１連結体１３０′のリム部１３１に形成された円筒状開口の内周面１３１ａの端部に内歯同期ギヤ１３１ｂが形成されるとともに、第１クランクシャフト１６０′における第１クランクピン１６１の端部外周面に外歯同期ギヤ１６１ａが形成される。さらに、図２９〜図３０に示すように、第１ローターアセンブリ１４０′を構成するメインローラ１４６′およびサブローラ１４７′に、円筒状のローラ外周面１４６ｂ，１４７ｂが形成されるとともに、その端部に外歯同期ギヤ１４６ｃ，１４７ｃが形成される。
【０１０９】
そして、メインローラ１４６′のローラ外周面１４６ｂが第１クランクピン１６１の外周面に当接するとともに、サブローラ１４７′のローラ外周面１４７ｂが第１連結体１３０′の内周面１３１ａに当接し、上述の実施形態と同様に連動回転機構を構成する。このとき、メインローラ１４６′の外歯同期ギヤ１４６ｃが第１クランクピン１６１の内歯同期ギヤ１３１ｂと噛合するとともに、サブローラ１４７′の外歯同期ギヤ１４７ｃが第１連結体１３０′の内歯同期ギヤ１３１ｂと噛合し、メインローラ１４６′およびサブローラ１４７′のすべり回転が規制されるようになっている。
【０１１０】
このようにすれば、第１クランクシャフト１６０′および第１クランクピン１６１の回転に連動して第１ローターアセンブリ１４０′をより確実に（すなわち、メインローラ１４６′およびサブローラ１４７′がすべり回転をすることなく）連動回転させることができる。なおこのとき、第１クランクピン１６１の回転時にメインローラ１４６′による巻き込み効果が確実に生じるため、捻りコイルバネ１４８を設けなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明に係るマルチハイブリッドエンジンのシリンダヘッドを取り外した状態を示す正面図である。
【図２】上記マルチハイブリッドエンジンを構成する第１内燃機関および二次膨張機関を示す断面図である。
【図３】上記マルチハイブリッドエンジンを構成するスチーム機関および第２内燃機関を示す断面図である。
【図４】上記マルチハイブリッドエンジンを構成する第１および第２クランクシャフトアセンブリを示す正面図である。
【図５】上記マルチハイブリッドエンジンを構成する水蒸気発生システムの概要を示す構成図である。
【図６】第１内燃機関の第１ピストンアセンブリを構成する第１ピストンの部分断面側面図および部分断面背面図である。
【図７】第１内燃機関の第１ピストンアセンブリを構成する第１連結体の部分断面正面図である。
【図８】第１内燃機関の第１ピストンアセンブリを構成する第１連結体の部分断面側面図である。
【図９】第１内燃機関の第１ピストンアセンブリを構成する第１連結体の部分断面平面図である。
【図１０】第１内燃機関の第１ピストンアセンブリを構成する第１ローターアセンブリの部分断面正面図および側面図である。
【図１１】第１内燃機関を構成する第１クランクシャフトの正面図、側面図および断面図である。
【図１２】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図１３】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図１４】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図１５】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図１６】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図１７】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図１８】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図１９】第１内燃機関および二次膨張機関の作動を説明する部分断面図である。
【図２０】スチーム機関および第２内燃機関の作動を説明する部分断面図である。
【図２１】スチーム機関および第２内燃機関の作動を説明する部分断面図である。
【図２２】スチーム機関および第２内燃機関の作動を説明する部分断面図である。
【図２３】スチーム機関および第２内燃機関の作動を説明する部分断面図である。
【図２４】上記マルチハイブリッドエンジンの変形例を示す断面図である。
【図２５】第１連結体の変形例を示す部分断面正面図である。
【図２６】第１連結体の変形例を示す部分断面側面図である。
【図２７】第１連結体の変形例を示す部分断面平面図である。
【図２８】第１クランクシャフトの変形例を示す正面図および断面図である。
【図２９】第１ローターアセンブリの変形例を示す部分断面正面図および側面図である。
【図３０】メインローラおよびサブローラの変形例を示す側面図である。
【図３１】従来の４サイクルガソリンエンジンにおける熱勘定図である。
【符号の説明】
【０１１２】
ＥＮＧ  マルチハイブリッドエンジン
Ｃ１１  第１クランク中心軸
Ｃ１２  第１ピン中心軸
Ｃ１３  第１ローター中心軸
Ｃ２１  第２クランク中心軸
Ｃ２２  第２ピン中心軸
Ｃ２３  第２ローター中心軸
Ｃ３１  第３クランク中心軸
Ｃ３２  第３ピン中心軸
Ｃ３３  第３ローター中心軸
Ｃ４１  第４クランク中心軸
Ｃ４２  第４ピン中心軸
Ｃ４３  第４ローター中心軸
１  第１内燃機関
２  第２内燃機関
３  二次膨張機関
４  スチーム機関
５  水蒸気発生システム（水蒸気発生装置）
１０  第１ピストン機構（第１のピストン機構）
２０  第２ピストン機構
３０  第３ピストン機構（第２のピストン機構）
４０  第４ピストン機構（第３のピストン機構）
６０  第１クランクシャフトアセンブリ
６５  第２クランクシャフトアセンブリ
１０１  左第１シリンダ
１０２  右第１シリンダ
１０３  第１ピストンアセンブリ
１１５  左第１シリンダ室
１２５  右第１シリンダ室
１３０  第１連結体
１４０  第１ローターアセンブリ
１４４  第１偏心孔
１５０  第１ピストン
１６０  第１クランクシャフト
１６１  第１クランクピン
２０１  左第２シリンダ
２０２  右第２シリンダ
２０３  第２ピストンアセンブリ
２１５  左第２シリンダ室
２２５  右第２シリンダ室
２３０  第２連結体
２４０  第２ローターアセンブリ
２４４  第２偏心孔
２５０  第２ピストン
２６０  第２クランクシャフト
２６１  第２クランクピン
３０１  左第３シリンダ
３０２  右第３シリンダ
３０３  第３ピストンアセンブリ
３１５  左第３シリンダ室
３２５  右第３シリンダ室
３３０  第３連結体
３４０  第３ローターアセンブリ
３４４  第３偏心孔
３５０  第３ピストン
３６０  第３クランクシャフト
３６１  第３クランクピン
４０１  左第４シリンダ
４０２  右第４シリンダ
４０３  第４ピストンアセンブリ
４１５  左第４シリンダ室
４２５  右第４シリンダ室
４３０  第４連結体
４４０  第４ローターアセンブリ
４４４  第４偏心孔
４５０  第４ピストン
４６０  第４クランクシャフト
４６１  第４クランクピン
６０１  第１内燃機関（変形例）
６１０  第１ピストン機構（第１のピストン機構）
６１５  コイル
６３０  第１連結体
６５０  永久磁石
７０１  二次膨張機関（変形例）
７１０  第３ピストン機構（第２のピストン機構）
７１５  コイル
７３０  第３連結体
７５０  永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006161646.tif 000009
【図８】
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【図９】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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