【手続補正書】
【提出日】平成25年6月25日(2013.6.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口空気を圧縮する圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された空気を膨張させる膨張機と、
前記圧縮機を出る圧縮空気を、前記膨張機を出る膨張空気に接触させて加熱する熱交換器と、
前記圧縮空気を加熱する燃焼室と、
前記空気および燃料を燃焼させるために、前記燃焼室に燃料を噴射する燃焼室用燃料噴射手段と、
圧縮比、膨張比、Ｅ／Ｃ比およびＡ／Ｆ比のうち、少なくとも１つを動的に調整する手段と、
を備え、
前記燃焼室と前記膨張機とは、別々の要素であることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記圧縮機からの圧縮空気を貯蔵する空気貯蔵手段と、前記空気貯蔵手段内の圧縮空気を、前記圧縮機および前記膨張機に対し選択的に隔離する手段と、をさらに備えている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記空気貯蔵手段内の圧縮空気を、前記圧縮機の前記出口圧力よりも高い圧力に圧縮する第２圧縮機をさらに備えている請求項２に記載の内燃機関。
【請求項４】
空気と燃料を混合する前に水蒸気で燃料を加湿する手段をさらに備えている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項５】
空気と燃料を混合する前に液体燃料を気化する手段をさらに備えている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記燃焼室内の空気又は前記膨張機内の空気に対し蒸発させるための水を噴射する手段をさらに備えている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項７】
Ｓ／Ａ比を動的に調整する手段をさらに備えている請求項６に記載の内燃機関。
【請求項８】
前記膨張機で前記空気および燃料を燃焼させるために、前記膨張機に燃料を噴射する膨張機用燃料噴射手段をさらに備えている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項９】
前記燃焼室は、燃料および空気の反応速度を高めるのに適した燃焼触媒反応器を含有している請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１０】
Ａ／Ｆ比は、前記燃焼室の最高火炎温度を９００°Ｃ未満とするように制御されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記圧縮機としては、容積式圧縮機が適用されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記膨張機としては、容積式膨張機が適用されている請求項１に記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記膨張機用燃料噴射手段は２本の同心円管を備え、燃料を前記内管から前記膨張機内のエンクロージャに噴射し、実質的に燃料および酸素のない第２流体を前記２本の管の間の環帯部から前記膨張機に噴射している請求項８に記載の内燃機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
上記目的を達成するため、本発明では、入口空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された空気を膨張させる膨張機と、前記圧縮機を出る圧縮空気を、前記膨張機を出る膨張空気に接触させて加熱する熱交換器と、前記圧縮空気を加熱する燃焼室と、前記空気および燃料を燃焼させるために、前記燃焼室に燃料を噴射する燃焼室用燃料噴射手段と、 圧縮比、膨張比、Ｅ／Ｃ比およびＡ／Ｆ比のうち、少なくとも１つを動的に調整する手段と、を備え、前記燃焼室と前記膨張機とを、別々の要素とすることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、前記圧縮機からの圧縮空気を貯蔵する空気貯蔵手段と、前記空気貯蔵手段内の圧縮空気を、前記圧縮機および前記膨張機に対し選択的に隔離する手段と、をさらに備えていてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、前記空気貯蔵手段内の圧縮空気を、前記圧縮機の前記出口圧力よりも高い圧力に圧縮する第２圧縮機をさらに備えていてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、空気と燃料を混合する前に水蒸気で燃料を加湿する手段をさらに備えていてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
また、空気と燃料を混合する前に液体燃料を気化する手段をさらに備えていてもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、前記燃焼室内の空気又は前記膨張機内の空気に対し蒸発させるための水を噴射する手段をさらに備えていてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、Ｓ／Ａ比を動的に調整する手段をさらに備えていてもよい。
また、前記膨張機で前記空気および燃料を燃焼させるために、前記膨張機に燃料を噴射する膨張機用燃料噴射手段をさらに備えていてもよい。
また、前記燃焼室は、燃料および空気の反応速度を高めるのに適した燃焼触媒反応器を含有していてもよい。
また、Ａ／Ｆ比は、前記燃焼室の最高火炎温度を９００°Ｃ未満とするように制御されていてもよい。
また、前記圧縮機として、容積式圧縮機が適用されていてもよい。
また、前記膨張機としては、容積式膨張機が適用されている請求項１に記載の内燃機関。
更に、前記膨張機用燃料噴射手段は２本の同心円管を備え、燃料を前記内管から前記膨張機内のエンクロージャに噴射し、実質的に燃料および酸素のない第２流体を前記２本の管の間の環帯部から前記膨張機に噴射している請求項８に記載の内燃機関。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
機関５０を図示する図１を参照すると、空気はライン１を介して供給され、水はリザーバ２からライン３を介して圧縮機４に供給されて、空気と水の混合物が圧縮され、水の少なくとも一部が蒸発する。圧縮された加湿空気は圧縮機４からライン５を介して出て、ライン５は空気を間接熱交換器６に搬送して、そこで膨張機１２を出る空気に好ましくは向流状態での熱交換により空気が加熱される。リザーバ２からの水はライン（番号なし）を介して間接熱交換器６に入る圧縮空気に搬送される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
圧縮・予熱された空気は熱交換器からライン７を介して燃焼室８に搬送され、そこでライン９を介して燃焼室８に導入された燃料と空気が混合されて燃焼する。燃焼室８は電気加熱素子（図示せず）を含んでおり、燃料と空気の混合物および燃焼触媒反応器５２を点火して安定した火炎状態に維持する。リザーバ２からの水はライン１０を介してチャンバに導入される。ライン１１は圧縮して燃焼加熱した空気を燃焼室から膨張機１２に搬送し、そこで空気が膨張する。燃料はライン１３を介して膨張機１２に添加されて、膨張機１２内の空気とともに燃焼して空気を加熱するとともに、膨張機１２内の空気の出口温度と入口温度が実質的に同じようになるように実質的に等温膨張を提供する。リザーバ２からの水はライン１４を介して膨張機１２に搬送されて、そこで蒸発して、空気の膨張中もしくはその始めに、または空気膨張行程とは別の水蒸気膨張行程の始めもしくはその行程中に水蒸気を形成する。個別の空気および水蒸気の膨張行程を使用する場合、好ましくは互いに差し挟み、最も好ましくは交互にする。個別の空気および水蒸気の膨張行程よりも、組み合わせた空気および水蒸気膨張が好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
膨張機１２を出る膨張空気はライン１５を介して間接熱交換器６に搬送されて、そこで圧縮空気との熱交換により冷却される。膨張して冷却した空気は間接熱交換器６からライン１６を介して任意の凝縮器１７に搬送され、そこで実質的に周囲温度で空気または水に接触させて気体がさらに冷却されて、いくらかの水を凝縮させる。冷却した気体および液体は凝縮器１７からライン１８を介して任意の水分離器１９に搬送され、そこで水は気体から分離される。ライン２０は分離した水を水分離器１９からリザーバ２に搬送し、そこから機関に再循環させてもよい。空気はライン２１を介して水分離器１９から出る。ライン２１内の空気は、ライン２２を介して機関から排気される排気ガスと、ライン１にＥＧＲ気体を搬送するライン２３を介して排気ガス再循環（ＥＧＲ）気体とに任意で分離してもよい。ライン２３は、ライン２１からライン１までＥＧＲ気体をポンピングするためのポンピング手段２４を任意で含んでもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
ライン３１は圧縮空気をライン５から圧縮機３２に搬送して、そこで空気はライン５よりも相対的に高い圧力に圧縮される。ライン３３はより高い圧縮空気を圧縮機３２から空気貯蔵タンク３５に搬送する。ライン３３はライン５から空気貯蔵タンク３５を隔離する弁３４を含む。より高い圧縮空気は空気貯蔵タンク３５から、隔離弁３７を含むライン３６を介してライン５に搬送される。弁３４および３７は、機関を停止したときに、空気貯蔵タンク３５内の圧縮空気がライン５から隔離して高圧で保持されるように、通常閉弁であるのが好ましい。空気貯蔵タンク３５で凝縮する水は、戻りラインおよび液体レベル制御弁または同様な他のもの（図示せず）を介してリザーバ２に戻ってもよい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
始動時、空気貯蔵タンク３５に貯蔵されるエネルギを利用して機関を始動するまたは始動の助けをするために弁３７を開放するのが好ましい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
燃料は燃料タンク２５からライン２６を介して間接熱交換器６に供給し、そこで燃料は膨張機１２からの出口気体との熱交換により加熱および／または蒸発される。ライン２７は間接熱交換器６からライン９および１３に燃料を搬送する。さらにライン２８は水をリザーバ２から間接熱交換器６に搬送し、そこで水はライン２６からの燃料および少なくとも一部の蒸発器に噴射される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０３】
２        リザーバ
４        圧縮機
６        間接熱交換器
８        燃焼室
１２      膨張機
３２      第２圧縮機
３４      弁（圧縮空気を隔離する手段）
３５      空気貯蔵タンク（空気貯蔵手段）
３７      隔離弁（圧縮空気を隔離する手段）
４１      噴射器（燃焼室用燃料噴射手段、膨張機用燃料噴射手段）
４２      外管
４４      内管
４６      環状導管（環帯部）
５０      内燃機関
５２ 燃焼触媒反応器
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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