(57)【要約】過熱された水／水蒸気によってのみエネルギー源を供給される機関であって、そこでは過熱水／水蒸気が熱膨張を介して動力を作り出すために使用されている。この水／水蒸気は次いで凝縮されかつそれからゼロ消費及びゼロ排出を達成するように閉回路装置内で再循環される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱された水／水蒸気によってのみエネルギー源を供給される機関であって、過熱された水／水蒸気が熱膨張を介して動力を作り出すために使用され、次いで凝縮されかつそれからゼロ消費及びゼロ排出を達成するように閉回路装置内で再循環されることを特徴とする機関。
【請求項２】
水が機関の直接需要を満足させるに十分な少量で需要の瞬間に過熱され、水蒸気溜めを介して供給されないことを特徴とする請求項１に記載の機関。
【請求項３】
電気機械的に誘導される熱膨張を採用して、膨張工程を完了するために最小熱エネルギーが消費される必要がある範囲まで少量の水が熱と圧力によって状態調節される環境を作ることを特徴とする請求項２に記載の機関。
【請求項４】
膨張工程の残留物が膨張工程後に凝縮され、それを液体状態に戻すにちょうど十分なだけ冷却されることを特徴とする請求項３に記載の機関。
【請求項５】
機関が、水／水蒸気が動力を作る唯一の手段である内燃機関であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の機関。
【請求項６】
水が時間脈動的に計量され、非常に高圧で送出されかつ通常の蒸発温度を越えて予熱されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の機関。
【請求項７】
水／水蒸気の残留圧力が、潜在的な蒸発（及び従って膨張）が送出システム内で起こらないように制御されることを特徴とする請求項６に記載の機関。
【請求項８】
送出システム計量装置は起動時に計量ポンプが閉鎖圧力以上の圧力上昇を作るとき開くように予め設定された噴射器を介して水を機関シリンダー中に強制的に送ることを特徴とする請求項６または７に記載の機関。
【請求項９】
機関シリンダー内の圧力が送出システム内の圧力よりかなり小さく、従って予め状態調節された水が迅速に膨張してシリンダー内で仕事を作り出すことを特徴とする請求項８に記載の機関。
【請求項１０】
各機関シリンダー内で更なる加熱工程が加熱素子を介して起こり、膨張工程の完了を確実とすることを特徴とする請求項９に記載の機関。
【請求項１１】
計量がピストンポンプ計量システムまたは定圧電気機械式ゲート機構を介して制御されることを特徴とする請求項９または１０に記載の機関。
【請求項１２】
請求項１に記載されかつ実質的に添付図面に関してここに説明されたような機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は機関に関し、特に水を用いて機関にエネルギー源を供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去において燃料機関のためのエネルギー源として水蒸気の恩恵を利用することに多くの努力がなされた。
【０００３】
水蒸気機関は水蒸気からの熱を仕事に変換するための熱力学的機械であり、長い間比較的効率的な動力源として認められていた。かかる水蒸気機関のサイクルはランキンサイクルとして知られていることが多く、その主な恩恵は水蒸気機関の膨張工程での水蒸気の使用である。水蒸気機関の不評は周知であり、ここには詳細に述べられないであろう。
【０００４】
水蒸気は燃焼を補助するために内燃機関で使用されており、その二つの例は米国特許５９５３９１４号及び５２６１２３８号に記載されている。
【０００５】
米国特許５９５３９１４号は水蒸気により駆動される機関を開示し、そこでは水蒸気は機関の燃焼室の外部で作られ、高圧弁を介して膨張室に噴射される。
【０００６】
米国特許５２６１２３８号は燃料／空気混合物の燃焼直後に機関のシリンダー中に水を噴射することを開示する。この水の噴射は水を蒸発させ、それにより機関の動力行程により作られる力を増大する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明の目的は動力を作る唯一の手段として水／水蒸気を使用し、かつユーザーに有用な代替選択肢を提供する機関を提供することである。
【０００８】
この発明の更なる目的及び利点は例として与えられる以下の説明から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の最も広い態様によれば、内部膨張機関にエネルギー源を供給する方法が提供され、そこでは過熱された水／水蒸気が熱膨張を介して動力を作る唯一の手段として用いられる。
【００１０】
この発明の第二態様によれば、過熱された水／水蒸気のみによりエネルギー源を供給された機関が提供され、そこでは過熱された水／水蒸気が熱膨張を介して動力を作るために用いられ、次いで凝縮され、それからゼロ消費及びゼロ排出を達成するように閉回路装置内で再循環される。
【００１１】
特に水は機関の直接需要を満たすに十分な少量で需要の瞬間に過熱され、水蒸気溜めを介して供給されない。
【００１２】
この発明は電気機械的に誘導される熱膨張法を採用して、膨張工程を完了するために最小熱エネルギーが消費される必要がある範囲まで少量の水が熱と圧力によって状態調節される環境を作る。膨張工程の残留物は膨張工程後に凝縮され、それを液体状態に戻すにちょうど十分なだけ冷却される。かくして出願人は水蒸気膨張工程の全ての恩恵を持つが不評のどれも持たない水蒸気動力機関を作り出した。
【００１３】
本発明は水／水蒸気が動力を作る唯一の手段であることで水蒸気補助内燃機関とは異なる。それは水蒸気補助工程を促進する論理（条理）ではない。水蒸気補助工程の論理（条理）は水のみを燃やすことであり、これは水素分解技術を介して達成され、燃焼が共通事項である。
【００１４】
この発明は、時間脈動的に計量され、非常に高圧で送出されかつ通常の蒸発温度を越えて予熱された水を必要とする。潜在的に、この発明による機関が作動する制御された残留圧力のために蒸発（及び従って膨張）は送出システム内で起こらない。
【００１５】
この送出システム計量装置は起動時に計量ポンプが閉鎖圧力以上の圧力上昇を作るとき開くように予め設定された噴射器を介して機関シリンダー中に水を強制的に送る。機関シリンダー内の圧力は送出システム内の圧力よりかなり小さいので予め状態調節された水は迅速に膨張してシリンダー内で仕事を作り出す。各機関シリンダー内で更なる加熱工程が加熱素子を介して起こり、膨張工程の完了を確実とする。かかる計量が行なわれることができる方式はピストンポンプ計量システムまたは定圧電気機械式ゲートを介して制御されることができる。
【００１６】
この発明の更なる態様及び利点は例としてのみ与えられる以下の説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明が今や本発明を組み込んだ内部膨張機関の概略的レイアウトを示す添付図面に関して説明されるであろう。
【００１８】
添付図面には概括的に矢印１により示された内部膨張機関の一例が示されている。機関１は定期計量ポンプ３を駆動するのに適合した駆動軸または駆動された軸２を持つ。定期計量ポンプ３はその出口に逆止め弁４を組み込まれている。定期計量ポンプ３からの出力は噴射器５に供給される。逆止め弁４から噴射器５への出力管６は加熱コイルまたは素子７のような加熱システム（詳細には図示せず）により加熱される。噴射器５は定期計量ポンプ３から膨張室８に過熱された水を供給する。膨張室８は加熱器９を持つ。加熱器９は定期計量ポンプ３からの出力に関して作動するのに適合したグロープラグ等であることができ、従って加熱器９は噴射器５と同調した態様で周期的にかつそれと同時にのみ作動する。電気制御システム１３が組み込まれておりかつ以下に述べるように電気機械式ゲートシステムを構成するように適合されている。
【００１９】
膨張室８内の水の膨張はピストン（図示せず）を往復させる。ピストンの上昇行程で膨張室８は空になり、水は凝縮器１０に供給される。凝縮器１０からの凝縮水は液溜め１１に供給され、その出力は管１２を介して定期計量ポンプへの入力流体として作用する。
【００２０】
定期計量ポンプ３、逆止め弁４、噴射器５、膨張室８、凝縮器１０及び液溜め１１を介しての流体としての水の流れは閉回路を構成する。
【００２１】
使用時には水流の閉回路性及び小容積のみがいつも加熱される脈動の過熱された水／水蒸気の使用が膨張室での熱膨張を介して効率的な動力源を作り、これがピストンの運動により機関の軸の回転に変換されるエネルギーを作り、それは種々様々な用途に使用されることができる。特に電子制御システム１３は予め決められた時間に電子的に操作される噴射器５を開閉する。システム１３はタイミングと水注入容積を需要に合うように自動的に調節する。
【００２２】
かくしてこの発明により効率的でかつ最適出力を伴なって作動する内部膨張機関が提供される。
【００２３】
上記説明においては特別な機械的完全体が例として説明されているが、それらの機械的均等物がそれらがここに個々に記載されているかのように置換されることができることは予想される。
【００２４】
この発明の特別な例が説明されたが、改良及び変更が特許請求の範囲から逸脱することなく行なわれることができることは予想される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は内部膨張機関の一例を示す。
【図１】
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【国際調査報告】
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