(57)【要約】【課題】  燃料効率が良く、燃料節約した内燃機関を提供することを目的とする。【解決手段】  内燃機関において、燃料と空気の吸入時または爆発時の直前に、排気孔近くの測温計のデータに基づき、排気ガスの温度を２５０〜４００℃に保つようにシリンダー上部にインジェクターによって注水し、燃焼ガスに注水による水蒸気ガスを加えたガス圧でピストンを押し下げ駆動力を生じせしめる内燃機関とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関において、燃料と空気の吸入時または爆発時の直前に、排気孔近くの測温計のデータに基づき、排気ガスの温度を２５０〜４００℃に保つようにシリンダー上部にインジェクターによって注水し、燃焼ガスに注水による水蒸気ガスを加えたガス圧でピストンを押し下げ駆動力を生じせしめる内燃機関。
【請求項２】
内燃機関のシリンダー上部の構造に、多量の断熱材を使用してシリンダー内を保熱し、燃焼時に比較的少量の燃料で注水した水蒸気を過熱、気化させ、燃料で発生するガス以上のガス圧を生じせしめる内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に燃料を節約した内燃機関についてのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来型エンジンはシリンダー内で発生する熱エネルギーから運動エネルギーを取ると、残りの熱をできるだけ速やかに排気ガスとして、またラジエーターから排除してきた。
【０００３】
エンジンそのもの軽量化と高圧縮による爆発を目指してきたので、高温高圧のガスによる高駆動の効果が得られたが、多くの熱エネルギーが失われ、燃料効率は極度に悪い。
【特許文献１】特開昭６２−０９６５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来型エンジンは、エンジンそのもの軽量化と高圧縮による爆発を目指してきたので、高温高圧のガスによる高駆動の効果が得られたが、多くの熱エネルギーが失われ、燃料効率は極度に悪い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、燃料を節約した内燃機関を提供すべく、内燃機関において、燃料と空気の吸入時または爆発時の直前に、排気孔近くの測温計のデータに基づき、排気ガスの温度を２５０〜４００℃に保つようにシリンダー上部にインジェクターによって注水し、燃焼ガスに注水による水蒸気ガスを加えたガス圧でピストンを押し下げ駆動力を生じせしめる内燃機関とした。
【０００６】
また、本発明は、断熱効果を持たせて燃料を節約すべく、内燃機関のシリンダー上部の構造に、多量の断熱材を使用してシリンダー内を保熱し、燃焼時に比較的少量の燃料で注水した水蒸気を過熱、気化させ、燃料で発生するガス以上のガス圧を生じせしめる内燃機関とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、内燃機関において、燃料と空気の吸入時または爆発時の直前に、排気孔近くの測温計のデータに基づき、排気ガスの温度を２５０〜４００℃に保つようにシリンダー上部にインジェクターによって注水し、燃焼ガスに注水による水蒸気ガスを加えたガス圧でピストンを押し下げ駆動力を生じせしめる内燃機関であるので、燃料効率が良く、燃料節約が期待できる。
【０００８】
また、本発明は、内燃機関のシリンダー上部の構造に、多量の断熱材を使用してシリンダー内を保熱し、燃焼時に比較的少量の燃料で注水した水蒸気を過熱、気化させ、燃料で発生するガス以上のガス圧を生じせしめる内燃機関であるので、断熱効果を持ち、燃料効率が良く、燃料節約が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、内燃機関に関し、特に、燃料節約に関するものである。
【００１０】
従来型エンジンはシリンダー内で発生する熱エネルギーから運動エネルギーを取ると、残りの熱をできるだけ速やかに排気ガスとして、またラジエーターから排除してきた。
【００１１】
エンジンそのもの軽量化と高圧縮による爆発を目指してきたので、高温高圧のガスによる高駆動の効果が得られたが、多くの熱エネルギーが失われ、燃料効率は極度に悪い。
【００１２】
本発明のエンジンは空気と燃料吸入時に排気ガスの温度を２５０〜４００℃になるように計測しながら注水を行い、この水の蒸気が高温、高圧となり、燃料の爆発ガスと一緒になってピストンを押し下げ、エンジンの駆動力を増加させる。
【００１３】
この注水による水蒸気の増加の分だけ燃料消費を節約できる。シリンダー内での燃料温度は注水した水を蒸発させ、更に過熱水蒸気とさせるための熱量分だけ温度が低くなるが、その温度差による出力の低下はなく、シリンダー壁やエンジンヘッド、バルブ、ピストン頂部などの材質などを断熱、保熱体化することによって補われ、爆発温度は低温ではあるが、相対的に注水による水蒸気量の増加に補われて高出力である。つまり排気ガスやラジエーターから廃棄される熱量が運動エネルギー化されるのである。
【００１４】
本発明のエンジンの構造を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は一例として４サイクルのレシプロエンジンの縦断面図であるが、従来と異なる点は、シリンダー上部、燃料爆発スペース１２が低温でも爆発ガスの圧力を維持できるように、主として、アルミナやムライトセラミックスやそれとのアルミニュームの積層合金を使って断熱性の高いエンジンヘッド１を用い、バルブ３・４には断熱性と強度を備えた焼結珪化窒素などのセラミックスを使用する。ピストンヘッドにも薄いセラミックス１１を重ね、高熱に耐え、熱がピストンに通ってピストンピン２１に伝わる量が少なくなるようにしている。なお、吸気管８には、注水インジェクター２０が取付けられており、排気バルブ３には排気管６と繋がっており、排気孔に出来るだけ近いところに排気ガス５の温度を計るための測温計９がある。
【００１６】
エンジンヘッド１には吸気バルブ４と排気バルブ３、点火プラグ２が取付けられている。注水インジェクター２０はエンジンヘッド１の爆発スペースに直噴できるようにしてもよい。
【００１７】
図２に示したのは、エンジンヘッド１を内側から見た図で、吸気孔１９と排気孔１７があり、点火プラグ用の孔１６が設けられており、エンジンヘッド１の裏側１８はセラミックス合金で断熱処理されている。
【００１８】
本発明エンジンの動作について発明すると、図１は４行程エンジンの圧縮行程にある図であるが、矢印７のように空気と燃料の混合ガスが吸気バルブ４を通してエンジンヘッド１の中に吸い込みされる。この時、注水インジェクター２０より注水を受けているので、その潜熱により幾分低い温度で、エンジンヘッド１に入るが、この燃料爆発スペース１２は多くの断熱材により保温されているので、通常の温度となる。ピストン１０が上死点に近づいた時、点火され、爆発ガスは燃料からの爆発ガスであるＣＯ2 ガスとＨ2 Ｏガスに加えて、注水したＨ2 Ｏのガス化した分を加えてシリンダー上部を高圧にし、ピストン１０を押し下げて強い駆動力を得ることができる。この時の爆発ガスは通常より低い温度であるが、注水したＨ2 Ｏのガス化が加わって高圧のガスが生成され、高い駆動力を得ることができる。
【００１９】
符号１４はシリンダー、符号１５はシリンダーライナーである。
【００２０】
本発明の内燃機関は、ガス温度の管理がされた安定的運転ができる。
【００２１】
また、本発明の内燃機関は、十分な断熱構造となっており、燃料効率が良く、燃料節約ができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、特にレシプロエンジンで注水して燃料を節約したが、ロータリエンジンにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の内燃機関の一実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の内燃機関を内側から見たエンジンヘッドの底面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１…エンジンヘッド
３…排気バルブ
４…吸気バルブ
６…排気管
８…吸気管
９…温度計
２０…注水インジェクター
【図１】
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【図２】
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