(57)【要約】  本願はジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンを開示する。そのエンジンは圧縮空気源を有している。燃焼室は圧縮空気源及び燃料源と連通している。燃焼室は燃料チャージを燃焼させて、燃焼した燃料チャージを製造するように構成されている。第一貯蔵タンクは燃焼室と連通している。第一貯蔵タンクは燃焼した燃料チャージを貯蔵するように構成されている。燃焼した燃料チャージは高温高圧の気体であって、適用機器において仕事を実行できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンであって、
上記エンジンは、
圧縮空気源と、
上記圧縮空気源及び燃料源と連通している少なくとも１つの燃焼室とを有し、上記燃焼室は２つの作動端を定めて燃料チャージを燃焼させて高温高圧の気体の燃焼した燃料チャージを製造し、
上記燃焼室は、
上記燃焼室の本体によって区画される、ライナーを有するハウジングと、
上記燃焼室の各作動端に隣接して配置された少なくとも１つの入口バルブと、
上記燃焼室の各作動端に隣接して配置された少なくとも１つの燃料噴射装置と、
上記燃焼室の各作動端に隣接して配置された少なくとも１つの出口バルブと、
上記燃焼室内に配置された、ピストンリングを備えたピストンとを有し、上記ピストンは上記燃焼室内を移動可能であって、上記の少なくとも１つの出口バルブからの上記の燃焼した燃料チャージの排出を促進し、
さらに、上記燃焼室と連通する第一貯蔵タンクを有し、上記第一貯蔵タンクは上記の燃焼した燃料チャージを貯蔵するように構成され、上記の燃焼した燃料チャージは適用機器において仕事を実行できる高温高圧の気体である、エンジン。
【請求項２】
上記燃焼室は、燃焼室の各作動端に隣接した配置された少なくとも１つの点火要素を有する請求項１記載のエンジン。
【請求項３】
上記点火要素は、スパークプラグ及び点火コイルの少なくとも１つである請求項２記載のエンジン。
【請求項４】
上記燃焼室は燃焼室の各作動端に配置された少なくとも１つのセンサを有し、上記少なくとも１つのセンサは上記燃焼室内のピストンの位置、上記燃焼室内の圧力及び上記燃焼室内の温度を電子制御ユニット（ＥＣＵ）にフィードバックする請求項１に記載のエンジン。
【請求項５】
上記圧縮空気源は空気コンプレッサーである請求項１に記載のエンジン。
【請求項６】
上記圧縮空気源は空気コンプレッサーと連通する第二貯蔵タンクを有し、上記第二貯蔵タンクは圧縮空気を貯蔵して、その圧縮空気を燃焼室に供給するように構成されている請求項５に記載のエンジン。
【請求項７】
ピストンが上記燃焼室の直前の作動端から離れている反対側の作動端にあるとき、上記燃焼室は燃焼室の少なくとも１つの作動端における燃料チャージの燃焼を促進するように構成されている請求項１に記載のエンジン。
【請求項８】
ジャイパルサイクルに基づいてエンジンを作動するプロセスであって、
上記プロセスは、
空気を圧縮するステップと、
燃焼室における燃料チャージの燃焼を促進するために燃焼室に圧縮空気を供給するステップと、
上記燃料チャージに一定容積の熱を付加して燃焼した燃料チャージを得るステップと、
上記燃焼した燃料チャージを貯蔵タンクに供給するステップと、
上記貯蔵タンクにおいて燃焼した燃料チャージの膨張が起こることによって、上記燃焼室における燃焼した燃料チャージの容積及び圧力に比べて容積が増加し、圧力が減少して実質的に圧縮空気の圧力に等しくなり、それによって高温高圧の気体を得るステップと、
上記高温高圧の気体を負荷に供給するステップとを有するプロセス。
【請求項９】
Ｐ０＜Ｐ１＜Ｐ２、Ｐ３＜Ｐ１、Ｐ３≧Ｐ４及びＰ０＜Ｐ４であり、Ｐ０は空気の圧力であり、Ｐ１は圧縮された後の空気の圧力であり、Ｐ２は一定容積の熱を付加した後の燃焼した燃料チャージの圧力であり、Ｐ３は貯蔵タンク内に貯蔵されて負荷に供給されるときの燃焼した燃料チャージの圧力であり、Ｐ４は負荷で仕事が実行された後の燃焼した燃料チャージの圧力である請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
Ｖ１＜Ｖ０、Ｖ１＝Ｖ２、Ｖ２＜Ｖ３、Ｖ３＜Ｖ４及びＶ４≧Ｖ０であり、Ｖ０は空気の容積であり、Ｖ１は圧縮された後の空気の容積であり、Ｖ２は一定容積の熱を付加した後の燃焼した燃料チャージの容積であり、Ｖ３は貯蔵タンク内に貯蔵されて負荷に供給されるときの燃焼した燃料チャージの容積であり、Ｖ４は負荷で仕事が実行された後の燃焼した燃料チャージの容積である請求項８に記載のプロセス。
【請求項１１】
Ｔ０＜Ｔ１＜Ｔ２、Ｔ２＞Ｔ３、Ｔ４＜Ｔ３及びＴ０＜Ｔ４であり、Ｔ０は空気の温度であり、Ｔ１は圧縮された後の空気の温度であり、Ｔ２は一定容積の熱を付加した後の燃焼した燃料チャージの温度であり、Ｔ３は貯蔵タンク内に貯蔵されて負荷に供給されるときの燃焼した燃料チャージの温度であり、Ｔ４は負荷で仕事が実行された後の燃焼した燃料チャージの温度である請求項８に記載のプロセス。
【請求項１２】
燃焼した燃料チャージを貯蔵タンクに供給するステップは、
最初に、燃焼室と貯蔵タンクの間の圧力が等しくなるまで、燃焼室と貯蔵タンクの間に存在する圧力差によって燃焼した燃料チャージを貯蔵タンクに供給するステップと、
ついで、燃焼室と貯蔵タンクの間の圧力が等しくなると、燃焼室内に配置されたピストンによって燃焼室に残っている燃料チャージを燃焼室から貯蔵タンクに押し出すステップとを有し、上記ピストンは燃焼室の反対側の作動端から燃焼室に供給される圧縮空気の圧力によって作動する請求項８に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の分野に関する。
【０００２】
用語“ジャイパルサイクル”は本発明の発明者よって作り出されたものであり、本願に開示されたエンジンの作動サイクルを記述するために使用される。
【０００３】
用語“第一貯蔵タンク”は、高温高圧の燃焼した燃料チャージを貯蔵するために使用される１つ以上の貯蔵タンク又は貯蔵装置を意味する。
【背景技術】
【０００４】
従来の内燃(ＩＣ)機関は、一般的に、ピストン、コネクティングロッド、クランク、クランクシャフトなどの多くの部分を有している。内燃機関を動かすために、これらの部品は駆動力を出力しようとして一体となって働く。これらの従来の内燃機関は、一般的に、基礎的なオットーサイクル、ディーゼルサイクル、ワンケルサイクル又は他の関連サイクルに基づいて作動する。すべての既存の内燃機関のサイクルは、連続的に一連のサイクルを実行する。また、公知のサイクルは、一定容積における熱の付加と一定圧力でされる仕事のプロセスは念頭にない。
【０００５】
熱の付加が一定容積で行われ、仕事が一定圧力でされるサイクルに基づいて作動するエンジンが必要とされている。さらに、時間に依存しないサイクルに基づいて作動するエンジンが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
少なくとも１つの実施形態が満たしている、本発明の目的のいくらかは、次のとおりである。
【０００７】
１つ以上の課題を解決し、少なくとも１つの有用な代替手段を提供することが本発明の目的である。
【０００８】
一定容積における熱の付加と一定圧力でされる仕事を伴うサイクルである、ジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンを提供することが本発明の目的である。
【０００９】
従来の内燃機関に比べて部品が少ないジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンを提供することが本発明の目的である。
【００１０】
従来の内燃機関に比べてより効率的なジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンを提供することが本発明の別の目的である。
【００１１】
本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではないが、本発明の他の目的と利点は以下の記載から明らかである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、ジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンに関する。そのエンジンは圧縮空気源を有している。燃焼室は圧縮空気源及び燃料源と連通している。その燃焼室は燃料チャージを燃焼して、燃焼した燃料チャージを製造するように構成されている。その燃焼室は燃焼室の本体によって区画されるハウジングを有している。少なくとも１つの入口バルブが燃焼室の各作動端に隣接して配置されている。少なくとも１つの燃料噴射装置が燃焼室の各作動端に隣接して配置されている。少なくとも１つの出口バルブが燃焼室の各作動端に隣接して配置されている。ピストンが燃焼室内に配置されている。そのピストンは燃焼室内を移動可能であって、少なくとも１つの出口バルブからの燃焼した燃料チャージの排出を促進する。第一貯蔵タンクが燃焼室と連通している。その第一貯蔵タンクは燃焼した燃料チャージを貯蔵するように構成されている。燃焼した燃料チャージは高温高圧の気体であって、適用された要件下で仕事を実行する。
【００１３】
一実施形態において、燃焼室は燃焼室の各作動端に隣接して配置された少なくとも１つの点火要素を有している。その点火要素はスパークプラグ又は点火コイルである。
【００１４】
別の実施形態において、燃焼室は燃焼室の各作動端に配置された少なくとも１つの近接センサを有している。少なくとも１つのセンサは、ピストンの位置、燃焼室内の圧力及び燃焼室内の温度の少なくとも１つのフィードバックを電子制御ユニット（ＥＣＵ）に提供するように構成されている。
【００１５】
別の実施形態において、圧縮空気源は空気コンプレッサーを有している。さらに別の実施形態において、圧縮空気源は空気コンプレッサーと連通している第二の貯蔵タンクを有している。その第二の貯蔵タンクは、圧縮空気を貯蔵し、その圧縮空気を燃焼室に供給するように構成されている。
【００１６】
別の実施形態において、ピストンが燃焼室の作動端から離れているとき、燃焼室は燃焼室の少なくとも１つの作動端における燃料チャージの燃焼を促進するように構成されている。
【００１７】
本発明は、ジャイパルサイクルに基づいてエンジンを作動させるためのプロセスに関する。そのプロセスは以下のステップを有する。
・空気を圧縮するステップ
・燃焼室に圧縮空気を供給して燃焼室における燃料チャージの燃焼を促進し、一定容積の熱を燃料チャージに付加して燃焼した燃料チャージを得るステップ
・燃焼した燃料チャージを貯蔵タンクに供給し、その貯蔵タンクにおいて燃焼した燃料チャージの膨張が起こることによって、容積が増加して、燃焼室における燃焼した燃料チャージの圧力より減少して実質的に圧縮空気の圧力に等しくなり、それによって高温高圧の気体を得るステップ
・その高温高圧の気体を負荷に供給するステップ
【図面の簡単な説明】
【００１８】
ジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンについて、非限定的な添付図面とともに記載する。
【００１９】
図１は、本発明のジャイパルサイクル（エンジン作動サイクル）の圧力の変化と容積の変化の概略図である。
【００２０】
図２は、図１のジャイパルサイクルの仕事ステージを示すブロック図である。
【００２１】
図３は、ジャイパルサイクルに従って作動する、高温高圧の気体を製造するためのシステムの概略図である。
【００２２】
図４は、本発明の実施形態である、ジャイパルサイクルに基づいて作動する燃焼室の概略図である。
【００２３】
図５は、図４のエンジンに連結されている貯蔵タンクの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
内燃機関は、一般的にエンジンの作動サイクルに従って作動する。例えば、圧縮点火機関はディーゼルサイクルに従って作動し、火花点火機関はオットーサイクルに従って作動する。本発明者は、ジャイパルサイクルと呼称する、エンジンの新規な作動サイクルを開発した。
【００２５】
図１は、ジャイパルサイクルの圧力の変化と容積の変化の概略図である。図１において、プロセス０−１は、ジャイパルサイクルに従って作動するエンジンの内部における空気の圧縮過程を示す。プロセス１−２は、ジャイパルサイクルに従って作動するエンジンの内部における一定容積のチャージ（空気と燃料の混合物）に対する熱の付加過程を示す。プロセス２−３は、チャージの圧力が減少し、容積が増加する、チャージの膨張過程を示す。プロセス３−４は、ジャイパルサイクルに従って作動するエンジンの貯蔵タンクに連結されているエアモータを経て一定圧力で所定容積のものを放出することによってされる仕事を示す。プロセス４−０は、ジャイパルサイクルにおける熱の排出過程を示す。再び、プロセス０−１は、ジャイパルサイクルに従って作動するエンジンの内部における空気の圧縮過程を示す。
【００２６】
図２は、ジャイパルサイクルの仕事ステージ１００を示すブロック図である。ブロック１０２は、エンジンの燃焼室の内部のプロセス１−２を示す。プロセス１−２において、チャージの燃焼はエンジンの内部で起こり、エンジンの内部のチャージの圧力と温度を上昇させる。ブロック１０４は、ジャイパルサイクルのプロセス２−３の初期を示す。より正確には、ブロック１０４において、高温高圧のチャージが貯蔵タンクに移送される（図３に示すように）。貯蔵タンクでは、チャージの膨張が起こり、チャージの圧力を減少させて容積を増加させる。一実施形態では、貯蔵タンクは断熱タンクである。
【００２７】
ブロック１０６では、ＥＣＵからの命令が受領され、圧力と空気の流量が制御される。プロセス３−４では、ブロック１０８において、チャージが貯蔵タンクから負荷、例えば、エアモータに移送される。
【００２８】
ジャイパルサイクルの特徴は、圧縮空気源、燃焼室、貯蔵タンク及び負荷として駆動するエアモータのような異なる機械部品を使用して作動することである。上記のように、ジャイパルサイクルは、空気を圧縮するステップと、燃料チャージの燃焼を促進するために圧縮空気を燃焼室に供給するステップと、最後に仕事を実行するために高温高圧の燃焼した燃料チャージを貯蔵するステップを有している。
【００２９】
図３は、ジャイパルサイクルに従って作動する、高温高圧の気体を製造するためのエンジン３００（以下、エンジン３００という）の概略図である。図３に示すように、エンジン３００は、圧縮空気源３０２を有している。本発明の一実施形態において、圧縮空気源はコンプレッサー３０２Ａを有している。別の実施形態において、圧縮空気源３０２はコンプレッサー３０２Ａによって製造された圧縮空気を貯蔵する第二貯蔵タンク３０２Ｂを有している。第二貯蔵タンク３０２Ｂに圧縮空気を貯蔵する目的は、燃焼室４００に対して圧縮空気を、断続的ではなく連続して供給するためである。燃焼室４００は圧縮空気源３０２及び燃料源（図示せず）と連通している。燃焼室４００は、燃料チャージを燃焼させて高温高圧の気体を製造するように構成されている。燃焼室４００については、本明細書において後記する。第一貯蔵タンク３０４が燃焼室４００と連通している。第一貯蔵タンク３０４は、適用された要件下で仕事を実行するための高温高圧の気体である、燃焼した燃料チャージを貯蔵するように構成されている。一実施形態において、第一貯蔵タンク３０４は断熱タンクである。一実施形態において、燃焼室４００も断熱されており、燃焼室４００と第一貯蔵タンク３０４の間の流体の流通を促進するダクトも断熱されている。
【００３０】
図４は、ジャイパルサイクルに基づいて作動する燃焼室４００の概略図である。図５は、図４に示す燃焼室４００に連結されている貯蔵タンクの概略図である。燃焼室４００は本体４０４によって区画されるハウジング４０２を有している。本体４０４は、内側周縁にライナー４０６を有している。燃焼室４００は、さらに、ピストンリング４１０を備えたピストン４０８を有している。一実施形態において、ピストンリング４１０は、ピストン４０８にフィットする別の部品である。別の実施形態において、ピストン４０８は、ピストンリングとして作用する、ピストンの周縁に沿って延びる突出部を有している。ピストン４０８はハウジング４０２を２つのサブ燃焼室に分割する。ピストンリング４１０は、ハウジング４０２の一方のサブ燃焼室から他方のサブ燃焼室へのチャージ又は気体状物質の漏れを防ぐ。本体４０４は、本体４０４のいずれかの側にシリンダヘッド４１２Ａと４１２Ｂを有している。各シリンダヘッド４１２Ａと４１２Ｂは、それぞれ、少なくとも１つの点火要素４１４Ａ、４１４Ｂ、少なくとも１つの入口バルブ４１６Ａ、４１６Ｂ、少なくとも１つのセンサ４１８Ａ、４１８Ｂ、少なくとも１つの燃料噴射装置４２０Ａ、４２０Ｂ及び少なくとも１つの出口バルブ４２２Ａ、４２２Ｂを有している。出口バルブ４２２Ａ、４２２Ｂは、高温高圧の気体、すなわち燃焼した燃料チャージを貯蔵する第一貯蔵タンク３０４と連通している。点火要素４１４Ａ、４１４Ｂ、入口バルブ４１６Ａ、４１６Ｂ、センサ４１８Ａ、４１８Ｂ、燃料噴射装置４２０Ａ、４２０Ｂ及び出口バルブ４２２Ａ、４２２Ｂの位置はシリンダヘッド４１２Ａと４１２Ｂに限定されるのではなく、燃焼室４００の作動端に隣接している燃焼室４００上に設けることができる。一実施形態において、点火要素４１４Ａ、４１４Ｂはスパークプラグ又は点火コイルである。第一貯蔵タンク３０４は入口ポート５０２及び出口ポート５０４を有する容器によって区画される。出口ポート５０４は、第一貯蔵タンク３０４からのチャージの放出量を調節する圧力調節器５０６と連通している。一実施形態において、センサ４１８Ａ、４１８Ｂは、圧力センサ、偏移センサ、温度センサ又はそれらの組み合せである。
【００３１】
燃焼室４００の１つの特徴は、ピストン４０８がハウジング４０２の反対側の作動端にあるとき、ハウジング４０２の作動端における燃料チャージの燃焼を促進することにある。従来の内燃機関の欠点は、ピストンが上死点（ＴＤＣ）にあるとき燃料チャージの燃焼が起こることである。そのように作動することで、燃料チャージを効率的に燃焼するための空間が非常に小さく、従って、空気量も少ないので、燃料チャージの不完全燃焼につながる。ピストン４０８がハウジング４０２の反対側の作動端に隣接しているとき、燃焼室４００は、ハウジング４０２の作動端において燃料チャージを燃焼させることによって上記欠点を解消する。そこで、燃焼室における燃料チャージの燃焼のための最大容積を得ることができる。そのように構成されることによって、燃料チャージはサブ燃焼室の１つの全容積を与えられる。従って、燃料チャージを燃焼するために使用できる大きな容積を得ることができる。この構成は燃料チャージの実質的な完全燃焼につながり、エンジン３００による排出量を減少すると同時に、エンジン３００の出力及び効率を改善する。
【００３２】
本発明は、仕事を実行するために高温高圧の気体を製造するためのプロセスに関する。そのプロセスは以下のステップを有する。
・圧縮空気源３０２によって実行される、空気を圧縮するステップ
・燃焼室４００における燃料チャージの燃焼を促進するために燃焼室４００に圧縮空気を供給して、一定容積の熱を燃料チャージに付加して、燃焼した燃料チャージを得るステップ
・燃焼した燃料チャージを第一貯蔵タンク３０４に供給して、第一貯蔵タンク３０４において燃焼した燃料チャージの膨張が起こることによって、ハウジング４０２における燃焼した燃料チャージの容積と圧力に比べて容積が増加し、圧力が減少して実質的に圧縮空気の圧力に等しくなり、それによって高温高圧の気体を得るステップ
・高温高圧の気体を負荷に供給するステップ、その気体は一定圧力であって容積が増加していること
・高温高圧の気体を使用して負荷における仕事を実行するステップ及び
・負荷は、高温高圧の気体を使用して仕事を実行できる、いずれかの用途であること
【００３３】
ジャイパルサイクルにおけるエンジン３００の作動について、以下に記載する。最初は、燃焼室４００のすべてのバルブは閉じられている。燃焼室４００の作動が開始すると、入口バルブ４１６Ａが開かれ、同時に出口バルブ４２２Ｂも開かれる。そこで、圧縮空気源３０２から圧力Ｐ１、容積Ｖ１及び温度Ｔ１の圧縮空気がハウジング４０２に流入する。入口バルブ４１６Ａから燃焼室４００に流入した圧縮空気は、ピストン４０８を燃焼室４００の反対側の作動端に押圧する。ハウジング４０２が圧縮空気で完全に満たされると、センサ４１８ＡがＥＣＵ（電子制御ユニット）にフィードバックを送り、それによって入口バルブ４１６Ａと出口バルブ４２２Ｂの両方を閉じる。入口バルブ４１６Ａが閉じられると、ＥＣＵは燃料噴射装置４２０Ａに対してハウジング４０２の内部に必要な量の燃料（ガソリン／ディーゼル燃料／又は他の種類の燃料）を噴射するように信号を送る。燃料の噴射の完了後又は燃料の噴射中、ＥＣＵは点火要素４１４Ａに信号を送り、ハウジング４０２の内部の点火を促進し、ジャイパルサイクルのプロセス１−２に従ってハウジング４０２の内部の燃料の燃焼を開始する。燃焼室４００において燃焼される燃料チャージは、液化石油ガス、圧縮天然ガス、ガソリン、ディーゼル燃料、空気及びいずれかの公知の燃料の混合物などである。このプロセスにおいて、熱を付加すると、チャージの温度及び圧力が上昇する。このプロセスは、一定容積熱付加プロセスと呼ばれる。このプロセスにおいて、燃焼した燃料チャージは、圧力Ｐ２、容積Ｖ２、温度Ｔ２を有しており、Ｐ１＜Ｐ２、Ｔ１＜Ｔ２、及びＶ１＝Ｖ２である。ピストンが反対側の作動端に隣接しているとき、ハウジング４０２における燃焼はもう一方の作動端で起こる。燃料の燃焼後、ＥＣＵは出口バルブ４２２Ａに対して開くように命令をすると同時に入口バルブ４１６Ｂに対しても開くように命令をする。出口バルブ４２２Ａは、高温高圧のチャージを貯蔵するための第一貯蔵タンク３０４と連通している。燃焼した燃料チャージは、燃焼室４００と第一貯蔵タンク３０４の間の圧力が等しくなるまで、ハウジング４０２と第一貯蔵タンク３０４の間の圧力差によって、ハウジング４０２から第一貯蔵タンク３０４に流入する。この時点で、燃焼した燃料チャージは膨張し、燃焼した燃料チャージの圧力が減少して容積が増加する。その後、ピストンは、燃焼室４００の反対側の作動端にある入口バルブ４１６Ｂから燃焼室４００に供給される新鮮な高圧空気によって、燃焼した燃料チャージを燃焼室４００から第一貯蔵タンク３０４に押し出す。より詳しくは、燃焼室４００の反対側の作動端から燃焼室４００に供給される新鮮な高圧気体によってピストン４０８に付加される力の作用により、ピストン４０８は、燃焼室４００から燃焼した燃料チャージを押し出す。上記動作は燃焼室４００の反対側の作動端で繰り返され、ピストン４０８は左から右及び右から左へとすばやく移動し、第一貯蔵タンク３０４を流体で満たす。ジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジン３００の動作は以上のようなものである。
【００３４】
今、第一貯蔵タンク３０４の内部のチャージの圧力Ｐ３（サイクルごと）は、燃焼した燃料チャージの膨張によってＰ１より僅かに小さい。Ｐ１及びＰ３は非常に近接しており、実質的に等しいとみなすことができる。そこで、圧力Ｐ２はＰ３に減少し、容積Ｖ２はＶ３に増加する。このように、貯蔵タンクは、容積がＶ３、圧力がＰ３及び温度がＴ３である熱い燃焼した燃料チャージを有しており、Ｖ３＞Ｖ２、Ｐ３＜Ｐ１及びＴ３＜Ｔ２である。
【００３５】
本発明について、以下に実験室における実験に基づいて説明するが、以下の実験は本発明の説明目的のためだけであって、本発明の範囲を限定するものではない。これら実験は商業レベルに適用できるものであり、得られた結果は商業レベルに外挿することができる。
【００３６】
以下の表１は、エンジンの作動のステージ１、すなわち圧縮空気源による圧縮に引き続く圧力及び容積を示す。
【００３７】
【表１】
2019534425.tif 000003
【００３８】
表１に示すように、圧縮空気源による圧縮端における圧力は１０バールであり、容積は２リットルである。
【００３９】
以下の表２は、エンジンの作動のステージ２、すなわち燃焼室内の燃料チャージの燃焼による圧力及び容積を示す。
【００４０】
【表２】
2019534425.tif 000004
【００４１】
表２に示すように、燃料チャージの燃焼後の燃焼室における圧力は３０バールを超えるか又は３０バールに等しく、容積は２リットル、すなわち、容積は表１と同じである。それゆえ、一定容積における熱の付加が燃焼室の内部で起こる。
【００４２】
以下の表３は、エンジンの作動のステージ３、すなわち高温高圧の燃焼した燃料チャージが第一貯蔵タンクに供給されるときの圧力及び容積を示す。
【００４３】
【表３】
2019534425.tif 000005
【００４４】
表３に示すように、燃料チャージの燃焼後の燃焼室における圧力は１０バール未満であり、容積は６リットルを超える。第一貯蔵タンクの内部に集められた燃焼した燃料チャージは高圧（１０バール未満）の流体であり、仕事を実行するために使用することができる。摩擦などに起因する小さな熱損失は、上記実験では無視されている。
【００４５】
本発明のエンジン３００は、多くの部品を必要としない。本発明のエンジンの部品はハウジング、ピストン及びシリンダヘッドであり、本発明のエンジンはコネクティングロッド、クランク及びクランクシャフトを含まない。そこで、摩擦損失は最小限になる。さらに、部品の数量が少なくなることによって、故障の可能性も小さくなる。そこで、本発明のエンジン３００は寿命を延長できる。
【００４６】
本発明のエンジン３００は、互いに時間に依存せずに作動するように互いに連結されている要素を備えている。例えば、第二貯蔵タンク３０２Ｂ内に圧縮空気が満たされている限り、コンプレッサ３０２Ａは作動せず、コンプレッサ３０２Ａが作動しないときでさえ、燃焼室４００は作動することができる。第二貯蔵タンク３０２Ｂ内の圧縮空気量が所定値より低下すると、コンプレッサ３０２Ａは作動する。一実施形態において、第二貯蔵タンク３０２Ｂ内の圧縮空気量はＥＣＵ（図示せず）と連結されているセンサ３０２Ｃによって感知される。同様に、第一貯蔵タンクが燃焼した燃料チャージ（高温高圧の気体）で満たされていると、燃焼室の作動は停止し、第一貯蔵タンクに連結されたエアモータ又は他の負荷は、独立して作動することができる。
【００４７】
本発明は上記のようにいくらかの技術的利点を有しているが、それに限定されるものではない。ジャイパルサイクルに基づいて作動するエンジンを実現すると、
・従来の内燃機関に比べて部品の数量を少なくできる。
・従来の内燃機関に比べて効率がよくなる。
・標準的なエンジンサイクルの４つのステージは、時間に依存せず、位置の制約を受けることもなく実現される。すなわち、定まった位置に異なる部品を設置する必要がなくなり、変更することができる。
・熱の付加と熱の排出は異なる位置で起こる。
【００４８】
ここに記載した実施形態、様々な特徴及び利点は、それらに限定されるものではない。公知の部品及びその作動に関する記載は、本発明の実施形態を不必要にあいまいにしない限り、省略されている。ここに記載した実施形態は、当業者が実施形態を実行できる方法を理解しやすくすることだけを意図したものである。従って、ここに記載した実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【００４９】
上記実施形態は、一般的な概念から逸脱することなく、現在の知識を適用することによって、他人が特定の実施形態の各種の適用例を修正したり、及び／又は適合させることができる実施形態の一般的な特性を完全に示している。それゆえ、そのような適合及び修正は、開示した実施形態と同等の意味及び範囲内のものを含んでいる。本明細書で使用した語句又は専門用語は説明の目的のためであり、限定されない。それゆえ、ここに記載した実施形態が好ましい実施形態として記載されているとき、当業者は実施形態の趣旨及び範囲内で修正することができることを理解する。
【００５０】
この明細書を通じて、用語“comprise”、“comprises”又は“comprising”は、記載された要素、整数もしくはステップ又は記載された要素、整数もしくはステップのグループを含む意味であると理解され、他の要素、整数もしくはステップ又は他の要素、整数もしくはステップのグループを除くものではない。
【００５１】
用語“at least”又は“at least one”は、１つ以上の要素、材料もしくは数量を示唆し、その用語は、１つ以上の好ましい目的又は結果を得るための実施形態で使用される。
【００５２】
本明細書に含まれる書類、行為、材料、器具、物品等についての議論は、本発明の文脈を提供する目的のためだけにある。これらの事項のいずれか又はすべてが先行技術の一部を形成し、本願の優先日前に存在している本発明の関連分野の一般的な技術常識であったと認めるべきでない。
【００５３】
好ましい実施形態の部品及び部分についてかなり強調したが、開示の原理から逸脱することなく、多くの実施形態が可能であり、好ましい実施形態に多くの変更をすることができると理解できる。好ましい実施形態における変更は他の実施形態における変更と同様に、当業者には明らかである。上記は、単に本発明を説明するだけのものであると解すべきであり、限定されないことは明らかである。
【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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【国際調査報告】
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