(57)【要約】  独立して又は複合システムの一部として考慮される、ネガティブ・エミッション加圧空気又は他の圧縮性ガスで作動する高効率往復動又はロータリー・ピストンエンジンは、少なくともタンク、少なくともターボオルタネータ、及び、一以上の任意の流体ヒータを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧空気又は他の圧縮性ガスにより駆動される高効率往復動ピストンエンジンであって、前記エンジンが少なくともタンクと、ターボオルタネータと、一以上の流体ヒータとを含むことにおいて特徴付けられる、高効率往復動ピストンエンジン。
【請求項２】
前記エンジンが、少なくともシリンダと、前記シリンダ内の少なくともピストンと、前記エンジン排気量及び達成される電力に比例したサイズを有するプレナム室を形成しているモーター・シリンダヘッド予室とを含むことにおいて特徴付けられ、それによって、前記エンジンが、エンジンヘッドにおいて形成される一以上の吸入ダクトのいずれかに適用される一方弁を含み、前記ピストンが前記室内に空気を運ぶことができるようにその下方へのストロークの間、外部の環境からの補助的な空気を取り込み、前記弁は、前記エンジンの受動操作モードにおいて前記シリンダの真空によって生成される抵抗に打ち勝つように設計されることにおいてさらに特徴付けられ、前記エンジンは、それが、前記外部の環境から前記タンク及びエンジンへ補助的な空気を濾過するため、前記エンジンヘッド吸入ダクトに配置されるフィルタ要素を含み、前記空気がエンジン運転サイクルに有効に送られる機械作業の下で、その上での牽引及び濾過の後に、前記ピストン下方へのストロークで前記ピストンによって吸い込まれた又は取り込まれた前記空気は、取外し又は出口弁及びダクトにより、前記ピストンの上方へのストロークで前記外部の環境に濾過された状態でまた再導入されることにおいてさらに特徴付けられる、請求項１に記載の高効率エンジン。
【請求項３】
前記エンジンはロータリー・エンジンであり、ピストン駆動装置のすべての主な要素及び構成要素を含み、圧力に対して抵抗するように適合する材料できていて、それとともに一体の複数のロータリー・アームを動かす円形のバンド要素を含み、高圧緊張リングギアで滑動する中心ピボットピンで旋回するロータリー・エンジンであり、前記駆動装置は、同時的にかつ交互の作動シーケンスで、インジェクタにより前記ロータリー・アーム上の加圧空気吸込み口位相を時間制御し、それによって、前記ロータリー・アームが適切に配置された光電池により通過すると、複数の回路ソレノイド弁により、前記タンクの加圧空気が必要とされる電力に基づいて前記インジェクタを供給するために流れることができ、前記インジェクタ動作は、加圧空気力の下で、上に適用される圧力による最大エネルギー蓄積するために前記封止バンドに関して一体的に摺動する前記ロータリー・アームの凹面部分で高圧空気を注入するようにタイミングが合わせられ、それによって、前記高圧空気が前記リングギアに注入されると、前記高圧空気が陰圧によって前記ダクトを開き、受動的に作動している前記ロータリー・アームによって作動抵抗を取り除くように前記ロータリー・アームを加速し、前記ダクトに連結される前記一方弁は、前記ロータリー・アームにより提供された吸入効果の下で補助的空気が前記リングギアに導入されるのを容易にし、それによって、受動操作モードの抵抗を無効にし、フィルタ要素は真空フィルタ入口空気へと補助的空気吸入ダクトにおいて配置され、前記空気は、さらなる空気注入によって続く作動サイクルを可能にするため、前記光電池の下流の前記アームのさらなる放出回転動作によって、回転方向に配置される出口弁を通じて放出され、前記駆動装置によって生成される力は、伝動軸を順番で駆動するために前記中心ピボットピンに適用されることにおいて特徴付けられる、請求項１に記載の高効率エンジン。
【請求項４】
前記エンジンが複合システムの一部を構成し、そのターボオルタネータが、連結されるタービン軸を有する前部を封止されたタービンを含む、又は、高圧タンクから空気を流す及び前記エンジンを供給することにより、電力エネルギーを生成するための後部に配置された前記オルタネータの軸を形成するロータリ機械であり、前記タービンは加圧流量変化によって制御される任意に可変的な形状のタービンブレードを有し、それによって、電気負荷及び任意の流体調節器への電力供給、及び、空気の供給、及び／又は、前記タンクから前記エンジンへの作動回路の膨張位相における加熱装置による空気の加熱、及び／又は、目標の生成温度、空気膨張ステップの間の空気の冷却によって生じる空気エネルギー損失により減少及び／又は無効にする抵抗のため、生成されたエネルギーが所望のように使われることにおいて特徴付けられる、請求項３に記載の高効率エンジン。
【請求項５】
前記エンジンが、前記ピストンの下方へのストロークの間、反対の通路に補助的な空気が流れるのを防ぐため、前記シリンダ及び一方弁又は逆流防止弁に前記補助的な空気が外部の環境から取り込まれるように、前記エンジンヘッドにおいて形成される一以上の真空吸入ダクトを含み、前記外部の気流は、前記ピストンのその下死点へのストロークの間、前記予室の空気圧の下で前記気流を吸い込むことによって生成され、その表面上の第１の空気注入に続く膨張ストロークで前記タンクにより供給されることにおいて特徴付けられる、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項６】
前記エンジンが、前記エンジンヘッドにおいて、例えば炭素又は他の材料のような任意の材料及び構造で作成されるピン弁、ボール弁、円錐弁、又は、従来技術において展開される他の弁のような、十分に弾力的であり、前記ヘッドの吸入ダクトにより、外部の環境の空気が内部に流れることを可能にし、その逆は可能でなく、前記シリンダへ前記空気を運び、それによって受動操作モードにおいて形成されるシリンダ真空によって生成されるいかなる受動抵抗をも無効にするヘッド部で熱及び機械的な応力に抵抗する前記一方弁をさらに含むことにおいて特徴付けられる、請求項１から５のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項７】
前記エンジンが、前記タンクの外側からの空気を濾過し、排出又は出口弁及びダクトにより、排出又は出口位相の間、ピストンの上方へのストロークによって濾過空気を環境へ再導入するため、前記ダクトを通じて運ぶフィルタ要素を前記真空吸入ダクトにおいてさらに含むことにおいて特徴付けられる、請求項１から６のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項８】
前記ピストンが受動操作モードにおいて作動すると、前記シリンダの真空によって生成される抵抗が、前記エンジンヘッドの吸入ダクトにより、前記エンジンヘッドの内側部分、前記シリンダ、及び、前記ピストンの上面によって区切られる膨張室に入っている補助的な空気によって排除され、前記一方弁により前記室内に供給されることにおいて特徴付けられる、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項９】
前記エンジンの第１の調節が、前記駆動装置の最小回転数を設定する圧力調節装置によって固定圧力で実行され、前記第１の調節を迂回することによって実行される第２の調節が、前記駆動装置を加速するように駆動される次第に開く弁によって実行されることにおいて特徴付けられる、請求項１から８のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項１０】
直接注入が欠如すると、前記吸気弁が、前記エンジンヘッド、シリンダ及びピストンヘッドにより定められた前記膨張室を有する前記エンジンヘッド予室と連通し、前記予室の圧力によってその閉位置で保たれているので、前記弁は、前記ピストンが、前記弁を持ち上げるためにその上死点へと上方に駆動されると、自動的に移動されることにおいて特徴付けられる、請求項１から９のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項１１】
前記弁が上がり、直接注入が欠如すると、前記ピストンヘッドを有する前記予室と連通し、前記弁は、前記ピストン取外し位相が終わると、上死点に届く前に選択された時間調節配置によって開き始め、前記上死点から前記ピストンを離れるように移動することにより閉じられることにおいて特徴付けられる、請求項１から１０のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項１２】
前記エンジンが、前記エンジンヘッドに組み込まれた、同期して作動する出口弁を含むことにおいて特徴付けられる、請求項１から１１のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項１３】
吸気弁及び予室が欠如すると、前記外部の加圧空気又は他の圧縮性ガス、又は、空気又は他の液体状態のガスが、直接的なタイプの空気注入によって連続的に供給されることにおいて特徴付けられる、請求項１から１２のうちいずれか一項に記載の高効率エンジン。
【請求項１４】
前記エンジンが、少なくともタンクと、ターボオルタネータと、一以上の流体ヒータとを含むことにおいて特徴付けられる、加圧空気又は他の圧縮性ガスにより駆動される高効率ロータリー・ピストンエンジン。
【請求項１５】
前記エンジンが、少なくともシリンダと、前記シリンダで可動である少なくともピストンとを含み、エンジンシリンダ・ヘッド予室が前記エンジン排気量及び達成される電力に比例したサイズを有するプレナム室を形成することにより特徴付けられ、それにより、前記エンジンは、前記エンジンヘッドにおいて形成される一以上の吸入ダクトに適用される一方弁を含み、前記ピストンは、その機械作業の実行における下方へのストロークの間、前記膨張室に前記空気を運ぶために外部の環境からの補助的な空気を取り込むことができ、前記弁は、前記エンジンの受動作業操作モードで前記シリンダにおいて真空により生成される抵抗に打ち勝つように設計されることによりさらに特徴付けられ、前記エンジンが、前記外部の環境から前記タンク及びエンジンへ補助的な空気を濾過するため、前記エンジンヘッド吸入ダクトに配置されるフィルタ要素を含み、前記空気が有効に前記エンジン運転サイクルに送られる機械作業を実行した後に、前記ピストンの下方へのストロークで前記ピストンによって吸い込まれる又は取り込まれる前記空気は、フィルタをかけられた状態で、前記出口弁及びダクトにより前記ピストンの上方へのストロークで前記外部の環境にまた再導入されることにおいてさらに特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１６】
前記エンジンはロータリー・エンジンであり、前記往復動ピストン駆動装置のすべての主な要素及び構成要素を含み、圧力に対して抵抗するように適合する材料できていて、それとともに一体の複数のロータリー・アームを動かす円形のバンド要素を含み、高圧緊張リングギアで滑動する中心ピボットピンで旋回するロータリー・エンジンであり、前記駆動装置は、同時的に、交互の作動シーケンスに加えて、インジェクタにより前記ロータリー・アーム上の加圧空気吸込み口位相を時間制御し、それによって、前記ロータリー・アームが適切に配置された光電池により通過すると、複数の回路ソレノイド弁により、前記タンクの加圧空気が必要とされる電力に基づいて前記インジェクタを供給するために流れることができ、前記インジェクタ動作は、加圧空気力の下で、上に適用される圧力による最大エネルギー蓄積するために前記封止バンドに関して一体的に摺動する前記ロータリー・アームの凹面部分で高圧空気を注入するようにタイミングが合わせられ、前記高圧空気が前記リングギアに注入されると、前記高圧空気が陰圧によって前記ダクトを開き、受動的に作動している前記ロータリー・アームによって作動抵抗を取り除くように前記ロータリー・アームを加速し、前記ダクトに連結される前記一方弁は、前記ロータリー・アームにより提供された吸入効果の下で補助的空気が前記リングギアに導入されるのを容易にし、それによって、受動操作モードの抵抗を無効にし、フィルタ要素は真空フィルタ入口空気へと補助的空気吸入ダクトにおいて配置され、前記空気は、さらなる空気注入によって続く作動サイクルを可能にするため、前記光電池の下流の前記アームのさらなる放出回転動作によって、回転方向に配置される出口弁を通じて放出され、前記駆動装置によって生成される力は、伝動軸を順番で駆動するために前記中心ピボットピンに適用されることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１７】
前記エンジンが複合システムの一部を構成し、そのターボオルタネータが、連結されるタービン軸を有する前部を封止されたタービンを含む、又は、高圧タンクから空気を流す及び前記エンジンを供給することにより、電力エネルギーを生成するための後部に配置された前記オルタネータの軸を形成するロータリ機械であり、前記タービンは加圧流量変化によって制御される任意に可変的な形状のタービンブレードを有し、それによって、電気負荷及び任意の流体調節器への電力供給、及び、空気の供給、及び／又は、前記タンクから前記エンジンへの作動回路の膨張位相における加熱装置による空気の加熱、及び／又は、目標の生成温度、空気膨張ステップの間の空気の冷却によって生じる空気エネルギー損失により減少及び／又は無効にする抵抗のため、生成されたエネルギーが所望のように使われることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１８】
前記エンジンが、前記ピストンの下方へのストロークの間、反対の通路に補助的な空気が流れるのを防ぐため、前記シリンダ及び一方弁又は逆流防止弁に前記補助的な空気が外部の環境から取り込まれるように、前記エンジンヘッドにおいて形成される一以上の真空吸入ダクトを含み、前記外部の気流は、前記ピストンのその下死点へのストロークの間、前記予室の空気圧の下で前記気流を吸い込むことによって生成され、その表面上の第１の空気注入に続く膨張ストロークで前記タンクにより供給されることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項１９】
前記エンジンが、前記エンジンヘッドにおいて、例えば炭素又は他の材料のような任意の材料及び構造で作成されるピン弁、ボール弁、円錐弁、又は、従来技術において展開される他の弁のような、十分に弾力的であり、前記ヘッドの吸入ダクトにより、外部の環境の空気が内部に流れることを可能にし、その逆は可能でなく、前記シリンダへ前記空気を運び、それによって受動操作モードにおいて形成されるシリンダ真空によって生成されるいかなる受動抵抗をも無効にするヘッド部で熱及び機械的な応力に抵抗する前記一方弁をさらに含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項２０】
前記エンジンが、前記タンクの外側からの空気を濾過し、排出又は出口弁及びダクトにより、排出又は出口位相の間、ピストンの上方へのストロークによって濾過空気を環境へ再導入するため、前記ダクトを通じて運ぶフィルタ要素を前記真空吸入ダクトにおいてさらに含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項２１】
前記ピストンが受動操作モードにおいて作動すると、前記シリンダの真空によって生成される抵抗が、前記エンジンヘッドの吸入ダクトにより、前記エンジンヘッドの内側部分、前記シリンダ、及び、前記ピストンの上面によって区切られる膨張室内に入っている補助的な空気によって排除され、前記一方弁により前記室内に供給されることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項２２】
前記エンジンの前記第１の調節が、固定圧力で前記駆動装置の最小回転数を設定する圧力調節装置を含み、前記第１の調節を迂回することによって実行される第２の調節が、前記駆動装置を加速するように駆動される次第に開く弁によって実行されることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項２３】
直接注入が欠如すると、前記吸気弁が、前記エンジンヘッド、シリンダ及びピストンヘッドにより定められた前記膨張室を有する前記エンジンヘッド予室と連通し、前記予室の圧力によってその閉位置で保たれているので、前記ピストンが、前記弁を持ち上げるために、その上死点へ上方に駆動されると、前記弁は自動的に移動されることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項２４】
前記弁が上がり、直接注入が欠如すると、前記ピストンヘッドを有する前記予室と連通し、前記弁は、前記ピストン取外し位相が終わると、上死点に届く前に選択された時間調節配置によって開き始め、前記上死点から前記ピストンを離れるように移動することにより閉じられることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載のエンジン。
【請求項２５】
前記エンジンが、前記エンジンヘッドに組み込まれた同期して作動する出口弁を含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項２６】
吸気弁及び予室が欠如すると、前記外部の加圧空気又は他の圧縮性ガス、又は、空気又は他の液体状態のガスが、直接的なタイプの空気注入によって連続的に供給されることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項２７】
前記エンジンが、前記一次タービン及びターボオルタネータと同軸で又は任意に並列関係で固定して旋回する一以上の二次タービンを含み、前記タービンブレードが、前記段階及び技術の進歩により可変的な形状を有することにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項２８】
前記一次タービンによる前記気流の通過の動作のために、前記二次タービンが前記一次タンクのそれを超える量の追加の外部の空気を取り入れてもよく、追加の空気は前記二次タービンに連結される専用の吸入ボックスにより最適に濾過されることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項２９】
前記二次タービンによって取り入れられた又は吸い込まれた前記さらなる空気量が補正及び混合室に供給され、前記一次タービンから戻る空気も受容することにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３０】
前記エンジンが前記システムの一体化部分として熱交換器をさらに含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３１】
前記エンジンが、前記システムの一体化部分として、前記ターボオルタネータにより生成された電力が供給されるヒータを任意に含み、前記空気をさらに加熱するために電気抵抗を有する補助タンクをさらに含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３２】
前記補助タンクに、三つのさらなるダクト：前の作動ステップにおいて加熱された加圧空気を前記エンジンに供給するためのダクトと；作動して、解放ステップで、ブレーキコンプレッサ操作モードの場合に前記エンジンから入っている前記補助タンクに加圧空気を集めるためのダクトと；ピストンの受動作業操作モードの間、陰圧により作動する逆真空弁及び外部の両方からの空気吸入動作により生成される受動抵抗を減少することができるダクトと；が接続され、それを通して前記補助タンクにおいて蓄積された加圧空気は前記膨張室の逆真空一方弁を流れてもよいことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３３】
前記エンジンがその操作解放モードで交互に作動するために適合し、前記加圧空気吸気弁がその閉位置で、コンプレッサ操作モードにおいて前記伝送及び／又は機械作業生成部材にブレーキ効果を提供することにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３４】
加圧空気を前記膨張室に供給するための前記加圧空気ダクトが、前記一次及び／又は二次タンクからの前記駆動装置への前記加圧空気の流動を調節する専用の電気弁を含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３５】
前記駆動装置から入っている前記補助ダクトが、ブレーキコンプレッサ操作モードの解放段階で作動すると、前記逆真空一方弁を通じて前記駆動装置から戻る空気によって前記補助タンクの累進的な荷重を、三つ又はそれ以上の調節段階により調節するための電気弁を含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３６】
前記エンジンが前記出口又は排出弁で、前記アクセル解放配置との接続のために作用すると、前記逆真空弁によって外部の吸入空気排出ダクトへの及び／又は前記補助タンクから前記膨張室までのアクセスを閉じるゲート電気弁（又は他の同等の影響の制御弁）を含むことにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【請求項３７】
解放ステップにおいて、前記エンジンの前記コンプレッサ操作モードが解放され、それによって、前記伝送及び機械作業伝達部材にブレーキ効果を生成し、一方で、アクセル装置がまた開かれるとすぐに使用されるように前記二次タンクに加圧空気を貯蔵することができることにおいて特徴付けられる、請求項１４に記載の高効率エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合システムの一部と個別に考えられる、加圧空気又は他の圧縮性ガスにより駆動される往復動又はロータリー・ピストン式のいずれかのネガティブ・エミッションの高効率エンジンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気候上の問題及び人間の健康の問題両方に関して非常に重要であるのは、作動効率が高く、放出物が無公害であるエンジンを提供することである。
【０００３】
エンジン又は推進装置はエネルギーの媒介ではなく常にエネルギーの利用と考えられるべきであるので、汚染源である自動車及び静的駆動装置が都市及び類似した環境に主に集中されるという事実も考慮して、できるだけ高いエネルギー効率を有するエンジンを提供することが非常に望ましく、それによって、天然又は産業資源を節約し、汚染放出物が生成されるのを防ぐ。
【０００４】
混合の電力及び炭化水素燃料供給システム又は電池ベースのシステムのいずれかのみで駆動され、車両の電力効率が低く、非常に有害な物質を放出し、非常に汚染する消耗電池を適切に処理する追加の問題を有するハイブリッド車両の使用を除いて、今のところ、上記の問題に対する具体的な解決法は存在しない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明の意図は、推進燃料消費が少ないのに加えて、従来の空気圧式空気圧シリンダ装置のそれよりも非常に高い電力効率を有する加圧空気又は他の圧縮性ガスにより駆動される、新規なネガティブ・エミッションのピストン駆動装置又はエンジンを提供することである。
【０００６】
上述した意図の範囲内で、本発明の主な目的は、内燃機関のそれに類似した性能を有し、一方で特に設計された推進又は駆動運転サイクルに基づいて作動し、特定の状態で外気にフィルタをかけてきれいにすることができる、ネガティブ・エミッションの加圧空気又は他の圧縮性ガスにより駆動されるピストンエンジンを提供することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、ネガティブ・エミッション性能の高効率空気推進式無公害ピストンエンジンを提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、環境空気を吸い込み、その空気を使用した後に、きれいな、フィルタを通した状態でそれを排出する「ネガティブ・エミッション操作モード」において作動するように適合する高効率空気推進式無公害ピストンエンジンを提供することである。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、市販及び個人の牽引車、ボート、飛行機、及び、他の静的な又は工業用でない個人の運転の用途のように非常に広い範囲において使われる、柔軟に作動する空気推進ピストンエンジンを提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、その特別に設計された構造により、作動中に非常に信頼性が高く、安全である高効率エンジンを提供することである。
【００１１】
本発明の一態様では、以下に明らかになる上述した意図及び目的はさらに他の目的と同様に、加圧空気又は他の圧縮性ガスで駆動される高効率エンジンによって達成され、前記エンジンは、少なくともシリンダ、及び、前記シリンダで可動である少なくともピストンを含み、エンジンヘッド・プレナムにより、予室が前記エンジン排気量及び達成される電力に比例したサイズを有するように形成され、それによって、前記予室には、少なくとも二つの調節装置によって達成される可変圧力で、加圧空気又は圧縮性ガスの外部タンクから加圧空気又は他の圧縮性ガスが連続的に供給され；前記エンジンはさらに、前記ヘッドにおいて形成される一以上の吸入ダクトに適用される一方弁を含み、それによって、前記ピストンは、その機械作業の間、陰圧によって外気を吸入し、前記膨張室にそれを運ぶため、下方へのストロークを実行することができることにおいて特徴付けられる。前記弁は、受動作業操作モードにおいてシリンダ真空抵抗に打ち勝つように作動している。
【００１２】
特に設計されたフィルタはさらに前記エンジンヘッド吸入ダクトに配置され、その下方への動作の間、前記ピストンによって吸い込まれた外気を濾過し、吸い込んで濾過されると、空気はその機械作業を実行した後にピストンの上方への動作で、出口弁及びダクトを通じて環境に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面において説明的であるが制限的でない例として示される、好ましいが排他的でない本発明の実施態様の以下の詳細な開示からより明らかになる。図面の説明は以下の通りである：
【図１】図１は、加圧空気又は他の圧縮性ガスにより駆動されるピストンエンジンの原型の側面からの断面図である；
【図２】図２は、その出口弁を示す本発明のエンジンの図１に関して部分的に拡大された正面図である；
【図３】図３は、本発明のエンジン、及び、特にその注入又は吸気弁を示す、部分的な断面であり図１に関して拡大された大きさのさらなる正面図である；
【図４】図４は、動作中である注入弁のさらなる部分断面拡大正面図である；
【図５】図５は、動作中である注入弁のさらなる部分断面拡大正面図である；
【図６】図６は、動作中である注入弁のさらなる部分断面拡大正面図である；
【図７】図７は、動作中である注入弁のさらなる部分断面拡大正面図である；
【図８】図８は、ピストンストロークの間の圧力変化を示す図である；
【図９】図９は、所与のエンジン・ピストン（直径１０ｃｍ）、関連したシリンダのサイズ、前記シリンダのストローク（８ｃｍ）、シリンダの通常の空気効率のための所与の平均圧力を達成する空気量、及び、示された計算において４．２倍増加する平均圧力を提供する同一のピストン直径を有する同一のシリンダの同じ空気量の表面の寸法測定に関する本発明のエンジンの使用の例を示す；
【図１０】図１０は、本発明によるエンジン吸入ダクト、一方弁及び外部のエアフィルタを示す図２に類似した部分拡大正面図である；
【図１１】図１１は、エンジン・ダクト１０２及び１０３、一方弁１１２及び１１３、及び、そのフィルタ１１４及び１１５を含むエンジンヘッドを示す図１０よりも縮尺が大きいさらなる概略図である；
【図１２】図１２は、本発明の一方弁が配置されたエンジンヘッドの上面図である；
【図１３】図１３は、本発明のエンジンヘッドのさらに拡大された大きさの断面の立面図である；
【図１４】図１４は、本発明の一体化部分が据え付けられて構成する加圧空気又は他の圧縮可能なガス・ロータリー・エンジンを搭載した自動車の部分断面側面図を示す；
【図１５】図１５は、本発明のピストンエンジンのさらなる断面側面図である；
【図１６】図１６は、加圧空気で供給されているロータリー・エンジンを示す；
【図１７】図１７は、加圧空気ロータリー・エンジン及びそれへ接続される空気圧回路を示す；
【図１８】図１８は、概略的に示された自動車に載置される本発明の改良型エンジンの最も好ましい実施態様を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上述の図の参照番号に関して、参照番号１０１によって一般に表示されているネガティブ・エミッションの高効率ピストンエンジンは、その主な構成要素として、各々がシリンダヘッド４を含む一以上のシリンダ３と結合する、エンジンブロック２を含む。
【００１５】
各々の前記シリンダのヘッド４は、ピストン又はプランジャ９の上面とヘッド４の底面１０との間で定められる空間７と連通する、少なくとも出口弁５及び少なくとも注入又は吸気弁６を含む。
【００１６】
前記ヘッド４は、さらに少なくとも吸入ダクト１０２−１０３、少なくとも一方向性の又は一方弁１１２−１１３、及び、少なくともフィルタ１１４−１１５を含む。前記ダクトは、空気がシリンダへと外部の環境から供給されるように前記ヘッドに配置されるが、一方向性の又は一方弁の供給により、ピストン下方へのストロークの間その逆は同じではなく、前記空気は、予室の加圧空気によって駆動されるピストンの下方への動作におけるピストン陰圧によって吸い込まれ、ピストンクラウンの空気注入が始まるとピストン膨張ストロークの開始時に空気タンクから出て来る。
【００１７】
図４、５、６及び７に関して、本発明のピストンエンジンは、次のように作動する：加圧空気は、シリンダ上のヘッド部とピストンとの間の空間に所与の圧力（Ｘ）で注入される。
【００１８】
本発明のこの排他的でない実施態様において、そのような加圧空気注入は、排出ストロークの間、上死点（ＴＤＣ）に届く前に注入弁を押圧することによって開くピストンヘッド動作のために自動的な方法で実行され、それによってヘッド室（必要とされる電力に従い可変圧力Ｘを有する）及びシリンダと連通し、ピストンヘッドは前記上死点に届く。
【００１９】
注入弁がピストンから上がるにつれて、加圧空気又は他の圧縮性ガスは、予室から、膨張室を区切っているピストンクラウンに高速で通過することができる。
【００２０】
特に膨張ストローク又はステップの開始時に、注入弁は、まだその開位置に配置され、ここで示される例において、本発明のエンジン操作モードによって（及び、この非制限的な実施態様において弁棒の長さにより）設計された、ＴＤＣ後のストローク可変空間で、その下方へのストロークの間、ピストンヘッドが駆動されると最終的に閉じられる。
【００２１】
高圧タンク１１は減圧ユニット１３を含む供給回路１２を通じてピストンエンジン１０１に加圧空気を供給し、エンジン加圧空気供給システムは、排気量及びそれによって提供される最大出力（図１４）により例えば２０から４０ｂａｒの可変圧力を有する。
【００２２】
ソレノイド弁１４を通じて、前記加圧空気タンクは、適切な調節手段によって、任意のシリンダヘッド予室に連続的に供給する。
【００２３】
代わりに、空気は空気直接注入システムによってシリンダに供給されてもよい。
【００２４】
本発明のこの排他的でない実施態様において、第１の調節手段はエンジン・アイドル操作モードを制御し、第２の調節手段はエンジン加速を制御するために第１の調節手段を迂回して可変的な調節を提供する。
【００２５】
高圧タンクとエンジンとの間に、ターボオルタネータ１５（図１４）が流体の流れ及び／又は回路に関して長手方向又は横断方向（又は他の位置）に位置し、それによって非常に効率的な動作を提供し、前記ターボオルタネータは電力を生成するため、その前部に、連結されるタービン軸を有する気密タービン１５．Ａを含む、又は、車両の後部に配置されるオルタネータ１５．Ｂの軸を構成し、前記ターボオルタネータは、（圧力流により可変的な形状を有してもよい）タービン翼に当たり、空気タンクからエンジンまで供給される高圧空気から電力を生成し、前記電力は、例えばヒータ１６及び／又は抵抗１７（図１４）によりタンクからエンジンへの全体の空気回路を通じて膨張空気を加熱するように任意の電気装置及び流体調節装置を作動するため、及び、さらにエンジン・シリンダ／複数のシリンダ及び／又はエンジンヘッド（図１５）を加熱するため、及び／又は、生成された温度により、前記空気がその膨張において冷却されると生じる空気エネルギー損失を減少する及び／又は排除するように、前記エンジンヘッド予室に空気を供給するさらなる任意の空気タンクを搭載するため、使用されている。
【００２６】
参照番号１０１によって一般に表示される図１から７及び図１０から１３に示されるエンジンは、上記の開示されたエンジンに本質的に類似している。
【００２７】
本発明の排他的でないさらなる実施態様は、ここで以下に図１６に関して開示される。
【００２８】
本発明によると、前記エンジンヘッド１０４は、参照番号１０２及び１０３でそれぞれ示される陰圧吸入ダクトを含んでもよく、ピストン９は、その下方への動作の間、一方弁１１２及び１１３により内部の環境に外部から空気を通すことができるがその逆は可能ではなく、前記シリンダに前記空気を運ぶため、外部の環境からの空気を吸い込むことができ、そこで、ピストン表面が膨張室７を区切り、それによって、受動作業ステップで生成されるシリンダ真空からのいかなる受動抵抗にも打ち勝つ。
【００２９】
前記ダクト１０２及び１０３において、エンジン運転サイクルにおける使用の後、ピストン上方への動作で、排出又は出口弁及びダクトにより周囲環境にまた排出される前記ダクトを通じて運ばれる空気を濾過するためのフィルタ１１４及び１１５がさらに配置されてもよい。
【００３０】
好ましくは、前記一方弁は例えば、十分な柔軟性、熱及び機械応力抵抗を有する炭素又は「ケブラー」材料又は他の適切な材料でできているブレード又はリード要素１１２及び１１３を含み、いかなる所望の材料で作成されてもよく、受動作業操作モード（例えば針、ボール、コーン弁、又は、従来技術においてさらに展開される他の弁タイプ）において前記シリンダの真空受動的抵抗を克服するいかなる操作モードで作動してもよい。
【００３１】
本発明の排他的でないさらなる実施態様は、図１６に示される。
【００３２】
本発明はまた、往復動ピストンエンジンのすべての主な要素及び構成要素を含み、同時に又は交互のシーケンスでインジェクタ２０によるロータリー・アーム８加圧空気入口を最適に合わせる可能性に加えて、往復運動の動作損失がないために改良された動作効率の利点を有する回転モータ１００１において具体化される。
【００３３】
このロータリー・エンジンにおいて、圧力に対して抵抗するのに適した材料で作成される円形のバンド２４、及び、それとともに固定して動作してピボットピン１９上で旋回するロータリー・アーム１８は、しっかりと封止された円形のリングギアにおいて摺動してもよい。
【００３４】
ロータリー・アーム１８が光電池２１を通過すると、回路１１のソレノイド弁は、必要とされる電力により加圧空気がインジェクタ２０に供給するために前記タンク１１に貯蔵され、加圧空気の力の下で、受容された圧力の最大エネルギー蓄積する封止バンドと共に摺動可能に駆動されてもよいロータリー・アームの凹面部分で高圧空気を注入するために最適にタイミングを合わせられるように切替えられる。
【００３５】
したがって、ロータリー・アームは、その動作を加速することにより、及び、円形のリング要素の内側の環境がしっかりと封止されているので、陰圧の下で、ロータリー・アーム受動作業抵抗に打ち勝つようにダクト１０２を開く。
【００３６】
円形のリング要素に補助空気を供給している前記ダクト一方弁１１２はそれによって、受動作業操作モードにおいて生成されるいかなる抵抗にも打ち勝つ。
【００３７】
フィルタ１１４は、陰圧ダクトから空気を入れる適切なフィルタ入口であってもよく、前記空気は、ロータリー・アームが、空気をさらに注入することによってさらなる作動サイクルを提供するために光電池の前で回転方向に配置された出口弁２２によりさらに圧力で駆動されると、放出される。
【００３８】
エンジンによって生成される駆動力は、次にドライブシャフトを駆動するために中心ピボットピン１９に適用される。
【００３９】
上記の二つの開示された非制限的な実施態様において、本発明は意図及び目的を完全に達成することがわかった。
【００４０】
実際、本発明は、所与の受動作業使用状態の下で（最適に配置されたフィルタの供給のために）ネガティブ・エミッションを提供し、吸入ダクト及び一方弁の供給のために、外部の空気の濾過に加えて、エンジン効率をさらに最適化するため、ピストンの上方へのストロークの間、環境に濾過空気を再導入することができ、一方で、エンジンを作動するために必要な加圧空気タンクに貯蔵される加圧空気量を最小化し、受動作業動作ステップの間、ピストン（又はロータリー・アーム）によって生成される真空からの抵抗を排除し、それによって問題のロータリー・エンジンが他の開示された利点に加えて、往復運動動作によるドライブシャフト及びシリンダへの抵抗がなくなるというさらなる利点を提供する、放出物が無公害である高効率ロータリー・ピストンエンジンを開示する。
【００４１】
本発明のエンジンによって提供される利点は、より良好な理解のために、以下の実用的な例において仮定的指標値を使用することにより、図９に関してさらに強調されてもよい。１０ｃｍの直径及び８ｃｍのストロークのピストン、１ｂａｒの定圧がシリンダに供給され、それによって、１ｂａｒの終末圧を有しているシリンダで及び各々のピストンストロークに０．６２８リットルに対応する加圧空気消費で、７８．５ｋｇのそのストロークの始まりから終わりまでのピストンヘッド上の押力を達成する。
【００４２】
その同じ加圧空気量（０．６２８リットル）が、その上死点から下死点まで、同じピストンの第１ストロークに供給される場合、その空間において、例えば約５ｍｍのストロークの後、約１，２５６ｋｇのピストンのヘッド上に始動圧力を有し、１６ｂａｒに対応する圧力が達成され、最終的な押圧力及び各々のストロークの加圧空気消費（０．６２８リットル）の両方は、第１の例に関して一定に保たれる。
【００４３】
したがって、第１の例において、ピストンストロークに関して、１ｂａｒに対応する効果的な平均圧力（Ｐｍｅ）を有し、第２の例において、約４．２ｂａｒに対応する計算された効果的な平均圧力（Ｐｍｅ）を有する。
【００４４】
Ｐｍｅがエンジン出力の計算の非常に重要なパラメータであるので、本発明の大きな利点は自明である。
【００４５】
上記の例はロータリー・エンジンにも適用され、一方でその表面の対応している測定を考慮すると、円形のクラウンにおいてぴったりと摺動するロータリー・アームの凹面部分にも有効である。
【００４６】
添付の図面の図１７及び１８に関して、さらに改良された効率及び収率を有する本発明の高効率エンジンのさらなる好ましい実施態様が示されている。
【００４７】
上記のエンジンの実施態様は、一方で、一次タンク１１とエンジン１０１との間に存在している圧力差を再び活用し、他方で、図１７に明確に示されるように、推進装置をコンプレッサ操作モードに自動的に切り替えつつ伝送及び／又は機械作業ベアリング部材にブレーキをかけるためにそれを使用するように可動車両システム慣性質量を活用するために特に設計されたものである。
【００４８】
さらに上記の実施態様は、流体ヒータ１６への吸気口の前で空気が加熱されるようにシステム又は車両において配置される一以上の空気／空気交換器を適用することによって、ターボオルタネータ１５下側の空気膨張温度の観点に関して、システムを最適化するために特に設計されたものである。
【００４９】
第１の新規性に関して、本発明は、ターボオルタネータ１５の一次タービン１５．Ａのそれと同軸で固定的に、又は、できる限りそれと並列に回転し、そのタービンブレードが技術の状態により可変的な形状を有する、一以上の二次タービン１５．Ｃを提供することができる。
【００５０】
一次タービン１５．Ａに通過している気流によって駆動される前記二次タービン１５．Ｃは、一次空気タンク１１の空気量に加えて、吸込ケーシング３１においてさらに都合よく濾過されるさらなる外部の空気量を取り入れてもよい。
【００５１】
この点について、このさらなる空気の量は、一次タンクからエンジンへの気流が提供される限り、外部の環境からシステムに吸い込まれることが明らかである。
【００５２】
二次タービン１５．Ｃによって取り込まれた前記更なる空気量は補正及び混合室３２に供給され、そこへまた、ターボオルタネータ１５からの空気が供給される。
【００５３】
システムにおいて、元々貯蔵されたものを超える空気量を使用することによって、全体的な流れが持続している間エンジンに、より大きなエネルギー量を提供する利点に加えて、一次タービン１５．Ａの膨張の下流で冷却される空気は、二次タービン１５．Ｃによって外部から取り込まれた空気が供給される補正室内３２で混合されるために、その温度が増加することがさらに指摘されるべきである。
【００５４】
一次及び二次タービン運転圧力が異なる場合であっても、システム混合流動が運ばれるエンジン１０１の終末運転圧力は常に両方の構成要素の圧力より少ないので、補正室３２は常にそこにそれぞれの気流を受容することもさらに指摘されるべきである。
【００５５】
ここで最適化された温度を有する前記気流は補正及び混合室３２から空気／空気交換器３３に圧力差の下で排出され、交換器を横切ることによる流体温度増加により、さらに最適化される。
【００５６】
一次予圧タンク１１において元々含まれる空気の圧力（例えば一例で３５０ｂａｒ又はそれ以上）とエンジン１０１（例えば３０ｂａｒ又はそれ以上）の動作圧力との間の圧力差が３００ｂａｒより大きくてもよいので、可能な圧力損失は容易に克服されることがここでさらに指摘されるべきである。
【００５７】
空気／空気交換器３３を横切ると、二次タービン１５．Ｃによって取り込まれた外部の空気と混合することによって前に加熱された気流は、フィーディング又は供給回路１２ダクトを通じて補助タンク３４に導かれ、補助タンク３４は任意に、空気がさらに加熱されるように、ターボオルタネータ１５によって生成される電気エネルギーによって電力が供給される加熱抵抗１７を含むさらなるヒータ１６を含んでもよい。
【００５８】
示されているように、前記補助タンク３４に、三つのさらなるダクト：前の作動ステップにおいて加熱された加圧空気をエンジンに供給するための供給ダクト３５．Ａと；作動中に、及び、解放ステップでブレーキコンプレッサとして作動するエンジンから入っている加圧空気を集めるための収集ダクト３５．Ｂと；ピストンの受動作業操作モードの間、陰圧逆真空弁により外部の環境から空気を吸い込むことによって生成される受動抵抗を減少させるための減少ダクト３５．Ｃと；が接続される：実際、そのようなダクト３５．Ｃで、加圧空気は、以下に開示されるように、ブレーキコンプレッサ操作モードで推進装置の動作によって生成される加圧空気を収集する補助タンク３４から逆真空弁１１２及び１１３により膨張室７に供給される。
【００５９】
ダクト３５．Ａ及び３５．Ｂは、それぞれの電気弁：二次タンクからエンジンへの加圧空気流動を調節又は制御する第１の電気又はソレノイド弁１４Ａと；エンジン１０１がブレーキコンプレッサ操作モードで作動し、解放ステップで、二次タンク３４に送られるとエンジン１０１から戻る空気の累進的な荷重を、三つ又はそれ以上の調節段階で調節する第２の電気弁１４Ｂと；を含んでもよい。
【００６０】
実際、アクセル装置調節弁が閉じられると加圧空気供給が遮断される場合、慣性質量に基づいて作動するその動作の解放モードの間、エンジン１０１は、コンプレッサとして自動的に作動するように適合する：上死点から下死点までのピストン９の回転動作のために、最初にその内部に空気を吸い込むことによって、吸入ダクト１０２及び１０３、及び、逆真空一方弁１１２及び１１３により、外部の環境へエンジン１０１の膨張室７を連通させる。それから、上死点から下死点までのピストン９の回転動作のために、推進装置１０１は、逆真空弁１１２及び１１３により膨張室に外部の環境及び／又は補助タンクから吸われた空気の出力ダクトへの入口を閉じるアクセル５の解放に伴う接続のために作動すると、排出又は出口弁５に配置された自動的に作用する仕切弁３６又は他の制御弁のようなものを通じて、二次タンク３４内へとダクト３５．Ｂを通して空気を押圧する。
【００６１】
そのような操作モードにおいて、その解放ステップにあるエンジン１０１は、そのような作動ステップが自動的にコンプレッサ操作モードに作用するので、伝送アセンブリ、それゆえに機械作業伝送部材に対するブレーキ効果を生成し、一方で、自明であるシステム電力効率をさらに増加させて、エンジン・アクセルがまた開かれるとすぐに使用される加圧空気を二次タンク３４に貯蔵することができる。
【００６２】
システム効率を増やすあらゆる同じ効果は図１８に示すように、本発明のロータリー・エンジン１００１の実施態様に適用され：そこで、
−ダクト３５．Ｃの逆真空弁によるエンジン空気吸込み口は、ダクト３７によって提供される；
−補助タンク３４から入る、インジェクタ２０によるエンジンへの最適化されかつ加熱された空気の吸込み口は、ダクト３８によって安定される;
−一方向性の逆真空弁１１２による補助タンク３４への空気の吸込み口は、ゲート・ソレノイド弁３６とタイミングが合うように作動している出口弁により、エンジンがブレーキコンプレッサ操作モードで作動するので、ダクト３９によって安定される。
【００６３】
使用される材料及び付随するサイズは、要件に従いどのようなものでもよい。
【００６４】
さらに、供給及び排出システムのタイプ、吸入陰圧ダクト、一方弁及び吸入ダクトのフィルタのタイプは、それらのサイズと同様に、要件及び当技術分野の状況によってどのようなものでもよい。
【００６５】
さらに、本発明のエンジンは、材料及び当技術分野の状況に従って、その作動原理に関して及び各々のその部品に関して、さらに改良することができる。
【図１】
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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２】
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【図３】
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【図４】
2013520610.tif 000015
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013520610.tif 000018
【図８】
2013520610.tif 000019
【図９】
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【国際調査報告】
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2013520610.tif 000022
2013520610.tif 000023
2013520610.tif 000024
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