(57)【要約】【課題】  石油は高い。既存の油田が枯渇化したからである。燃費の良いエンジンが欲しい。【解決手段】  従来のエンジンは出来るだけ圧縮率の高いところで点火や着火していた。それは最も回転力の悪いところに近かった。もう少し回転力の強いところで、圧力は下がるが、点火燃焼させると、出力が向上するのではないかと気づいた。簡単に計算して見たら３０°くらいのところで最も出力が良いことが判った。上死点直後ではなくそれを可なり過ぎたところで点火燃焼するようにしたエンジン。【選択図】図１
2008185025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロエンジンにおいて、ピストンに働く力Ｆは、燃焼ガスの圧力Ｐと、ピストンや連接棒のピストンピンにかかる重さに相当する部分の往復運動に対する慣性の力Ｆｉである。即ち、Ｆ＝Ｐ＋Ｆｉである。Ｆはピストンピンに於て連接棒の反力Ｆｃと、シリンダーの側圧Ｆｎとに分力する。そこで、Ｆｃ＝Ｆ・ｓｅｃφとなる。Ｆｃは連接棒に圧縮または引張荷重として働き、また、ピストンピンやクランクピンに直角に働く。そして、Ｆｃは、クランクピンに於て、連接棒の方向に働く力であるから、クランク半径方向に働く力Ｆｒと、接線方向に働く力Ｆｔとに分力する。従って、Ｆｔ＝Ｆｃ・ｓｉｎ（θ＋φ）＝Ｆ・ｓｉｎ（θ＋φ）／ｃｏｓφとなる。この場合のθはクランクの回転角であり、φはは連接棒の傾斜角である。
そこで、従来のように、上死点の直後のＰは最高であるがＦｔは最小であるところで点火燃焼させるのではなく、もっとＦｔの強い所で点火燃焼させてみたい。Ｆｔに於けるｓｉｎ（θ＋φ）／ｃｏｓφはクランク回転角７５°近辺に於て最大となる。この面だけを考えると、この７５°近辺で点火爆発させたい。しかし、ＦにおけるＰはクランク回転角が進むに従って燃焼室が拡大してピストンの圧縮が低下するので減少する。
ＦｔとＰの両者の変化進行に於て、両者が増減する関係から比較校量して、出力の最大になる点に於て点火燃焼させるようにした、ナガイエンジンと呼んで貰いたい、高回転力域点火型レシプロエンジンや高回転力域点火型ロータリーエンジン。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
既存油田の枯渇化から原油が高騰して久しい。世界の各地には石油はまだ沢山眠っているように思えるが、地球温暖化作用を考えると石油への依存度をこのままにはしておけない。石油消費に占める割合の高いエンジン類とりわけ自動車エンジンの熱効率を改善することが必須な課題となっている。
そのエースとしてハイブリト車というものが取り沙汰されているが、エンジンの他に発電機や蓄電池やインバーター（直流交流変換器）やモーターを積まなくてはならないもので、然もモーターの電力はエンジンによって起こすと言うのであるから、得になることは何も無い訳である。電力を外部から調達すると言うのならまだしもと言うこともあろうが。それでも本質を考えると得にはならない。
エンジンの効率を高める工夫をするのが本質的改善策であり、それ以外にない。しかし現在の作動原理を鵜呑みにしていては改善は限度に来ている。エンジンの本質からもう一度改善策を検討してみた。
レシプロエンジンはピストンに働く燃焼圧力Ｐとコンロッド（連接棒）の慣性力Ｆｉによって作動する。それをＦとすると、Ｆがクランクに作用する力ＦｃはＦ／ｃｏｓφとなり、このＦｃはクランクとコンロッドの連接点においてその点の接線上にある回転モーメント（回転力）Ｆｔとクランク上の分力Ｆｒとに分かれる。したがってＦｔとＦｒとは接線と法線との関係に立ち、直角をなす。
したがって、トルク（駆動力）はクランクの高さをＲとすればＦｔ・Ｒとなる。Ｒは一定であるが、Ｆｔはクランクの回転によって上死点のゼロから下死点のゼロまで刻々変化する。しからば、Ｆｔはどういう公式になるかと言うと、一般的にＦｃ・ｓｉｎ（θ＋φ）＝Ｆ・ｓｉｎ（θ＋φ）／ｃｏｓφと言われている。θはクランクの回転角であり、φはコンロッドの振れ角（傾斜角）である。φはピストンがスライドするので不規則であるが、θは回転角であるので規則的なので、φは捨象してθで解きたい。科学書籍出版の「最新機械応用力学」を参考にすると、それはＦｔ＝Ｆ｛ｓｉｎθ＋Ｒ／Ｌ・ｃｏｓθｓｉｎθ／（１＋１／２・Ｒ２／Ｌ２・ｓｉｎ２θ）｝となる。
Ｆを今一定と見て、｛｝内（Ｆｔ／Ｆ）に数値を入れて見れば以下のようになる。
０°    ０．００００            ９０°    １．００００
５      ０．１０８９            ９５      ０．９７３８
１０      ０．２１６４          １００      ０．９４０７
１５      ０．３２１４          １０５      ０．９０１５
２０      ０．４２２６          １１０      ０．８５７０
２５      ０．５１８９          １１５      ０．８０８０
３０      ０．６０９１          １２０      ０．７５５０
３５      ０．６９９１          １２５      ０．６９９２
４０      ０．７６７５          １３０      ０．６４１６
４５      ０．８３４１          １３５      ０．５８０１
５０      ０．８９０８          １４０      ０．５１８４
５５      ０．９３９２          １４５      ０．４５４９
６０      ０．９７１７          １５０      ０．３９０８
６５      １．００４６          １５５      ０．３２６３
７０      １．０２２３          １６０      ０．２６１３
７５      １．０３０３          １６５      ０．１９６２
８０      １．０２８９          １７０      ０．１３０８
８５      １．０１８６          １７５      ０．０６５５
１８０      ０．００００
この場合においては、Ｌは４、Ｒは１としている。それでも、Ｆｔは６５°近辺から９０°までは１を超えている。つまり、入力Ｆより出力Ｆｔが大きい領域があることが判る。ここで点火燃焼させると燃料効率は１００％を上回る可能性があることが判る。
しかるに、従来のエンジンはレシプロでもロータリーでも上死点の直後で点火燃焼させている。ここに低効率の原因があるとおもうが如何であろうか。そこで０°から１０°までのＦｔ／Ｆを見てみる。
０°    ０．００００
１      ０．０２１９              ６      ０．１３０５
２      ０．０４３６              ７      ０．１５２１
３      ０．０６５４              ８      ０．１７３７
４      ０．０８７２              ９      ０．１９５０
５      ０．１０８９            １０      ０．２１６４
如何にＦｔの悪いところで点火燃焼させているかが判る。それでも燃焼効率が２５％もあるのは空燃の圧縮率が高い領域であるからである。
Ｆｔの良いところで点火燃焼させるとどうしても圧縮と温度は下がるが、それでもＦｔが数十倍も良くなるので、Ｆｔの良いところで点火燃焼させる方がよさそうに思える。そこで、少し詳しく見てみることにしよう。ピストンピンの上死点からの変位Ｓ≒Ｒ（１／２・Ｒ／Ｌ・ｓｉｎ２θ＋１−ｃｏｓθ）は燃焼室の体積の変化を現わす。従来のエンジンの点火点を３°とすれば、またＲ＝１、Ｌ＝４とすると、そのＳ値は０．００１７となる。また４５°では０．３５５４となり、３°の２０９倍もになる。これでは燃焼圧力が大幅に下がって使い物にならないように思える。しかし、よく見てみるとこれには上死点燃焼室が考慮されていない。圧縮比を１１とすると、上死点燃焼室容積は行程が２Ｒ＝２であるから０．２となる。これがＳに加算される。そうすると、３°のところは０．２０１７となり、４５°のところは０．５５５４となり、その比は２．７５となり、上死点を相当過ぎても燃焼圧力はそう急激には低下しないことが判る。これだと、回転力Ｆｔの良いところで点火燃焼しても割りを食わないだろうと言うことが判る。そこで移動変化するＦｔ／Ｆとシリンダー容積（燃焼室）との関係から新しいコンセプトのレシプロエンジンの可能性を下記の表に纏めた。
Ｆｔ／Ｆの増大率Ａ      Ｓ＋０．２の増大率Ｂ    Ａ／Ｂ    効率％
３°  ０．０６５４    １          ０．２０１７  １        １          ２５
５    ０．１０８９    １．６７    ０．２０４７  １．０１  １．６５    ４１
１０    ０．２１６４    ３．３１    ０．２１９０  １．０９  ３．０４    ７６
１５    ０．３２１４    ４．９１    ０．２４２５  １．２０  ４．０９  １０２
２０    ０．４２２６    ６．４６    ０．２７４９  １．３６  ４．７５  １１９
２５    ０．５１８９    ７．９３    ０．３１６０  １．５７  ５．０５  １２６
３０    ０．６〇９１    ９．３１    ０．３６５３  １．８１  ５．１４  １２９
３５    ０．６９９１  １０．６９    ０．４２１９  ２．０９  ５．１１  １２８
４０    ０．７６７５  １１．７４    ０．４８５６  ２．４１  ４．８７  １２２
４５    ０．８３４１  １２．７５    ０．５５５４  ２．７５  ４．６４  １１６
５０    ０．８９０８  １３．６２    ０．６３０６  ３．１３  ４．３５  １０９
５５    ０．９３９２  １４．３６    ０．７１０３  ３．５２  ４．０８  １０２
６０    ０．９７１７  １４．８６    ０．７９３８  ３．９２  ３．７７    ９４
６５    １．００４６  １５．３６    ０．８８０１  ４．３６  ３．５２    ８８
９０    １．００００  １５．２９    １．３２５０  ６．５７  ２．３３    ５８
１８０    ０．００００    ０          ２．２０００１０．９１  ０            ０
もっと精巧な考察が必要なのは勿論であるが、これだけの単純な表からも上死点過直で点火燃焼させるよりは、Ｆｔ／Ｆが最高の値を示す領域までは点火燃焼容積との関係から行かないが、上死点をかなり過ぎたところで熱効率が最高になることが判る。この例では、クランク回転角３０°が最高で１２９％もの熱効率がえられると一応いえる。実際はこうは行くまいが、実に従来のガソリンエンジンの熱効率２５％の５倍強である。
私はアメリカのフロリダやカロライナの大西洋海岸には過去のメキシコ湾岸と同じように莫大な石油が眠っているように思えるし、シベリアの極東地域のアムール河の両岸地帯にも莫大に埋蔵されているように思われるし、フィンランドは国中が石油埋蔵庫のように思え、それらを開発すると人類は今世紀も来世紀も石油不足に泣くことは無いように思える。日本さえ、北海道の根室や釧路には相当量の石油が眠っているように思える。
しかし、今日、既存油田の枯渇化はきびしい。片や発展途上国の石油消費量の拡大は夥しい。世界的に石油不足は慢性化している。従って、石油価格は高水準に高原化し、各国の経済を圧迫している。特に各国の自動車燃料は高価格水準にある。家庭経済は破壊され自動車は売れなくなっている。ガソリン代替燃料探しには各国とも躍起であるが、これはと言う物は見つかっていない。どうしてもガソリンや軽油を余り食わないエンジンを開発して枯渇と温暖化に勝たねばならない。熱効率を大幅に改善する本発明のナガイエンジンは、この今日的要請に応えたものである。
夢が稔れば、世界の石油消費量は大幅に縮小し、地球の温暖化問題も解決され、後進国の開発にも着手でき、先進国はあらゆる商品の市場を拡大でき、今日のデフレ不況は解消できる。石油が隘路や桎梏であった経済政策から各国とも開放され自由主義を謳歌する個人主義の経済を創造できる。社会統制は緩み自由主義的開放経済を各国の国民各層は享受できるようになろう。現代社会に於てはエネルギーの余剰化ほど国民に自由をもたらすものはない。皆が金儲けに勤しむことができて夫々の経済力に合ったた車を持てるだけでも国民の自由性向は飛躍的に高まる。他人の与えてくれる情報に桎梏されるのではなく車で得る一見は百聞の個人主義を享受させる。
エネルギーの隘路が打開されれば、我国は遠慮なく経済拡大政策を展開できることになる。今日の石油価格高騰は日本経済にはコストプッシュのインフレ傾向はもたらさなかった。それに見合ったベースアップが無かったからである。国民は消費函数の教えに背いて消費を縮小することで耐えている。自動車の売れ行きが半減したことでもそれは判る。以前のオイルショックの時には給与は３倍にも引き上げられた。その後石油価格は落ち着いたが、給与は下がらなかった。然るに現オイルショックにはデフレ化で以て給与の上昇を押さえ込んでいる。
石油の獲得に安心が立てば、給与のベースアップをよる国民需要の拡大を政策し、国民の潜在的悲観主義を開放することが可能である。経済はインフレ気味に正常化でき、ゼロ金利政策がもたらしていた金融市場の不人気から外国からの預金資金流入の無殆化しており、その為、株価の釣り上げて株式市場に外貨を呼び込んで埋め合わせし続けなくてはならない羽目に陥っているのを解消できる。端的に言えば、預金金利が極端に低いため株式市場以外に外国資金を呼び込む術が無い訳である。金利の正常化に一歩ずつ近づく努力を放棄してはならない。
その為に企業は高配当性向政策を採らざるをえず、同じ企業付加価値を原資とする給与を削る以外になかった。これが長期に亘っている為に勤労国民所得は衰退し、国民購買力が低下してデフレ化を余儀なくし、これが波及を繰り返して今日国民は安物を追いかけざるを得なくなっている。石油情勢を見通しして、ここは大幅なベースアップを断行して国民の購買力を大幅に増大させ、国内消費の落ちている商品に需要を喚起しなくてはならない。
つまり、現国民経済は国際競争力に負けて縮小しているのではなく、給与の伸びの無さからくる国民のデフレ態度による内需の減退によって縮小している。ここに来てはこれ以上に輸出を拡大することは不可能であるので内需を拡大する以外に打つ手はない。
国民経済は賃金コストプッシュとデマンドプルとのインフレ傾向を迎えることなり、先では高くなるから今求めて置こうと加速度が付き、生産拡大を呼ぶ。生産の拡大は相対的に労働強化をもたらし、商品価格の低下をもたらす。その量産効果は輸出品の価格を引き上げるどころか低下させ気味となる。賃金を引き上げては国際競争力が衰えるとは場合によっては言えないないのである。現国民経済は一杯一杯ではなくなっている。各商品に潜在需要が旺盛に発生している。所得さえあれば消費を拡大したい人ばかりである。
国民経済がインフレ気味に転換すれば、金利は上昇させ得り、金融市場の正常化は進み、銀行は世界の金持ちから預金を吸収できるようになる。外貨の呼び込みをもっぱら株式市場に頼らなくても済む様になり、会社は配当性向の高水準維持に賃金を削らなくてもよいことになる。勿論経済がインフレ気味に拡大すれば企業付加価値が落ちる心配はなく、賃金を上げても配当性向が落ちることはなくなる。
内需の拡大は輸入を振興するが、それだけ互恵的に輸出を拡大し得ることになり、国際経済の拡大にも寄与することになる。国内経済の進歩は国際的先端商品の開発を必須とし、各企業の新商品開発は必死な様相を呈することになろう。市場の拡大は量産効果から新商品を相対的に安価にし、国際競争力を増大させる。
こう見て来ると、給与の引き上げは国際競争力を低下させると言うのは場合によっては迷信であることがわかる。給与を常に引き上げているような国こそ国際競争力に優位を保てることを理解すべきである。
いずれ油田は消費地から遠ざかり、あっても経済に乗らなくなる。何か対策をスタートさせなくてはならない。石油も石炭も使って仕舞うと再利用は利かない。水力のように長い目で見れば再利用しているものもあるが、それは太陽が消耗しているから在りうるのである。風力にしても太陽のお陰で成り立っている。風が水のように貯めておくことが出来ればよいのであるが、それは不可能であるので、ばらつきのある発電電力を蓄電池に貯めて適宜に使用する以外にない。消費地が近ければ、交流への変換器を各戸に設ければ宜しいが、遠方では発電所に設けなくてはならない。送電ロスを少なくする為に電圧を上げ無くてはならないからである。遠方の場合は大きな発電所でないと割にあわないことになる。大きな風力発電所には大きな風力発電機が要る。従来のプロペラ発電機では大きな物は造れない。その大きな風力発電機を私は発明している。もっと大きな風力発電機に太陽熱風力発電装置をも発明している。これらに未来を託したい。
半永久的に燃料の再利用の利く燃料電池も発案している。将来の乗物はこれに夢を託したいと思っている。かかるエネルギーに関する数々の発明は将来の化石燃料の枯渇化に対処できる物として研究開発に早急に着手したい。エネルギーが隘路になると経済に伸びやかさが無くなる。先手先手に研究開発して行かなくてはならない。しかし私は組織に属していなく個人であるので、開発資金が無いし、融資も受けられない。私のような者にも研究開発費が政府から下りるように法制化して貰いたいものである。
本発明などが実用化できる見込みが立てば、エネルギー面には明るさが射して遠慮なく景気の浮揚策を打てる。そして、炭酸ガスの地球温暖化問題も緩和する。現在この面からも経済の拡大を抑えなくてはならないようなことなっている。安倍内閣は財政の再建を増税に頼るのでまなく、景気を浮揚して税の増収に頼ると言うのであった。国民にとってはまことに頼もしく信頼が置ける。
しかし、その策となると、頼れるブレンがいない。エネルギーへの見通しを立てるべく、私の発明達の実用化に着手できるようにしてもらい、安心を得て前述の国民経済拡大政策に着手して貰いたい。負け組にも春が訪れるような正統な好景気が再来するに違いない。そして国内経済の各所に見れる正統化からの乖離を正統に収斂していって貰いたい。中国の大きさに戸惑い萎縮することのない新先進国の経済を創造構築して貰いたい。
政治は平等を吹いて票を集める。下流を少しでも引き上げてそれを達成することには異論はないが、上流を引き下ろして平等を達成しようと説き策動させることはその標的とされる者には堪えられない。同和を説いて上流を殺させる政治は経済にはデフレ作用である。下流に上流を覗かせるのは仕方ないと言うこともあるかもしれないが、邪魔をさせては上流が消費を縮小せざるを得ないので、デフレ効果を生むのである。安倍内閣は経済を振興すると言うのであるから、デフレ効果を出す社会思想は嫌いに違いない。学校教育においても皆で手を繋いで行こうと言うのでなく、銘々が自己と他人の能力を尊敬しあい、自由に個性を伸ばし、将来指導的な地位に着く人を自他ともに育て現在と将来の経済にインフレ的効果を生じさせねば学校に経済効果は出ず経済の足を引っ張る福祉拡大作用をもたらすだけとなる。
現在、学校は同和教育からの転換点に立たざるを得なくなっている。各分野で働いて出世しなくてはならないと言う生存競争マインドをもう一度日本に取り戻さないと如何なる最善経済政策を採っても社会福祉予算の縮小とはならない。子供の時から徐々に自己の座り場所を自覚させ、その場所で生きる能力を自得して行かせなくてはならない。真の経済繁栄を創り出すのは教育現場である。教育課程は人材の育成過程である。それは競争過程である。伸びる子と伸び悩む子とがある。伸び悩む子に生計を立てる座り場所を与えるのが教師であろう。その場所が劣ると思う子供にそこが天職であると納得させる職業情報教育が大切である。それにはどんな職場にも日の当たるような好調な経済が必要である。そしてその座り場所に健全な家計が営まれている事例がなくてはならない。エネルギー枯渇化の経済発展への桎梏作用を克服して、教師に伸びやかに生徒に接触させたい。そしてどの生徒の家庭の家計にも少しではあるが余裕を与えたい。政府からの手当を排除する家計が多くなる時代に駆け足で近づけたい。今春闘では１万円くらいのベースアップが期待される。その波及効果は絶大に違いなく多くの雇用を生み出すだろう。
そして、その給与の増大と雇用の拡大は結婚を奨励する効果を産み、少子化問題に歯止め効果をもたらすに違いない。給与を上げればかえって国際競争力が付くのであるから、学童に技能教育を授けても将来の就労機会は約束される。学校教育は技能習得が本旨となり、ペーパー学力はその技能教育から発生する学問的問いに答えを求めたい者に深い理解を学ばせる為にあるべきである。美しい日本は全ての人に就労機会を与えてこそありうる。全ての人に生計を保たせてこそありうる。しかし、仕事は上流から下流に流れる。その上流も技能教育を受けていることは流す課題に深みを出すことになる。
出来ることなら女性には家庭に入って貰いたい。高校や短大を卒業して就労し結婚の相手を見付けて結婚し、退職して主婦として子を生み育てて家計を切り揉みして貰えるようにしたい。家庭を持った男性にはそれだけの給与は支給したいと考えている。給与を上げれば国際競争力が高まるのであった。人としての家庭としての本当の在り方をここらで再び模索してみる必要があり、それが可能視されるところとなった。
技能教育を受けた普通の人は大学より短大に行くべきである。大学に進むと英語の他に第二外国語の履修が待ち構えており、普通の学習能力では通過できない。第二外国語を履修する必要の無い短大がかえってバランスの取れた専門課程の学習が出来る。
全ての人に高度な専門知識が要求される訳ではない。しかし、技能は全ての人に要求される。今日の高度に発達した市場経済社会では学校に技能教育ほど要求されるものは無いことが判る。自分の労働を売らなくては金にならないからである。
人間生活に於て病気と犯罪ほど禍なものはない。如何に技能を習得していても病気に掛かったり犯罪に巻き込まれては何にもならない。万病の源は栄養失調である。学校で栄養学の基本を授けるべきである。また、犯罪は法律知識の欠如からと言う場合が多い。刑法と民法のエツセンスは授けたい。また、他人を平気で侵害するのは憲法の基本的人権を学習していないところにある。これをよく学習させれば強制や迫害は防げる。
人間たって始めて円満な社会人たり、皆の福祉に役だって初めて財政の援助が得られる。これが自由主義個人主義の基本理念である。人類は石油枯渇の恐怖から少しずつ開放されつつある。政治経済は人間社会は斯くあるべきだから再構築されなくてはならないし、それが可能な環境になりつつある。福祉をくれ福祉をくれと言う社会から職や仕事をくれと真面目に叫び得る社会に変革させて行きたい。
アベイズムは景気を出して税収をあげ財政を改善していく所に一義的真価がある。若しこれが不可能となればまたぞろ消費税引き上げ派が勢力を盛り返す。アベイズムを殺しては再び日本はデフレ的縮小均衡を余儀なくされ、失業者は増大し社会福祉にまたぞろ大借金をしなくてはならなくなり、その緩和的財政措置として消費税を増税しなくてはならなくなる。三等国へ三等国へとデフレ的に縮小均衡をくりかえして行かなくてはならなくなる。また隣国中国の成長繁栄に恐怖しなくてはならなくなる。今こそ正に、安倍内閣の真摯な政治力と財界の真剣な自覚と国民の正統な政治行動が期待されている時はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】    ピストンに働く力Ｆからクランクに作用する回転力Ｆｔを導き出す場合にクランクの回転角θで以て表わす場合の図である。
【図２】    ピストンの変位Ｓを導き出す場合にクランクの回転角θで以て表わす場合の図である。
【図１】
2008185025.tif 000003
【図２】
2008185025.tif 000004