(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明の丸棒状弁（２３）の形状は任意のテーパーを有する丸棒状に加工し、任意の位置に軸中心線を直交する穴を貫通させ、吸排気道（６）とし、該丸棒状弁（２３）を収納する部分をテーパー弁受（２４）とし、該丸棒状弁（２３）とテーパー弁受（２４）を気筒蓋に設置して、該丸棒状弁（２３）を回転摺動移動させることにより、吸気の際は吸気口（７Ｂ）に合わせ、排気の際は排気口（７）に合わせて排気を行う吸（給）排気弁を有する熱機関において、丸棒状弁（２３）の動作を、ピストン（１９）の運動方向に対し直角方向に摺動移動させる故、弁受（２４）の内面に、該丸棒状弁（２３）が可逆回転出来るように該丸棒状弁（２３）のテーパー先端に向かってリニヤモーター（２２）を、該丸棒状弁（２３）を包むように設け、該丸棒状弁（２３）の表面には、該弁受（２４）の内面に設置されたリニヤモーター（２２）に対応する必要数の磁石（１３）を、取付け、更に可逆電動機（１１６）の、固定子となる電磁石（１０）を弁受（２４）に設け、丸棒状弁軸（２５）の該丸棒状弁（２３）反対端に回転子となる磁石（９）を設け、該弁受（２４）には弁受磁石（１２Ｂ）を、弁軸磁石（１２Ａ）の位置に合せて反発吸引力を利用して非接触にして無潤滑にするとともに軸方向に摺動移動及び可逆回転運動をすることを特徴とする熱機関。
【請求項２】
ピストン（１９）が下死点到達前の気筒内の所定の位置に複数の未排気供給孔（４）を設け、該孔（４）に連なる通路（３）を設け、通路（３）内の所定の位置に、必要数の逆止弁（２９）を設け、該逆止弁（２９）と通路（３）の途中に設けたガスピストン（２８）との間に分岐点を設けて分岐し、逆止弁（２９）と分岐点との間に必要数の水噴射孔（３０）を設け、該水噴射孔（３０）よりアルカリ水を噴射し、水蒸気爆発を発生させ増幅した未排気を、一方はガスピストン（２８）を直撃させ、ガスピストン（２８）に連なる所定の動力伝達機構装置を介して該丸棒状弁（２３）を動作させ、然る後未排気廃棄孔（２７）から排出し、他方はテーパー弁頭受（２４Ａ）に導き、テーパー弁頭受（２４Ａ）に圧力センサーを設け、増幅した未排気を該丸棒状弁（２３）のテーパー先端を直撃させて動作させ、然る後、圧力センサー感知、リニヤ（２２）及び可逆電動機（１１６）を通電作動させ、該丸棒状弁（２３）を動作することを特徴とする請求項１に記載の熱機関。  
【請求項３】
気筒内の未排気供給孔（４）の位置から排気マニホールドや排気管、排気口（７）等の排気弁下流側に向けて未排気廃棄孔（２７）を設け、排気の為、該丸棒状弁（２３）が開く前に、未排気を直接、排気マニホールドや排気管、排気口（７）等の排気弁下流に排出し、該丸棒状弁（２３）及び関連部品の過熱を及び運動を軽減することを特徴とする請求項１乃至２の何れかに記載の熱機関。                                        
【請求項４】
該丸棒状弁（２３）を冷却する為、弁軸（２５）を含めて中空にし、送風により空冷することを特徴とする吸（給）排気弁を有する請求項１乃至請求項３の何れかに記載の熱機関。    
【請求項５】
該丸棒状弁（２３）を冷却する為、弁軸（２５）を含めて中空にし、潤滑油により油冷することを特徴とする吸（給）排気弁を有する請求項１乃至請求項３の何
れかに記載の熱機関。  
【請求項６】
熱機関の排気の主成分は窒素酸化物及び炭酸ガス、燃料に含まれる硫黄
が硫黄酸化物も生み出すので、排気の中和を図る為、前記アルカリ水は、苛性ソーダ水、炭酸ソーダ水、重曹水、炭酸カルシュウム水、石灰水を単品及び複合混合水としたものを用い、着火時及び発火直後に燃焼室に噴射することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の熱機関。  
【請求項７】
通路（３）内の所定の位置に設けられた水噴射孔（３０）に隣接して蓄熱材（３１）を設け、赤熱する蓄熱材（３１）及び該水噴射孔（３０）に水及びアルカリ水を噴射し、水蒸気爆発を促進することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の熱機関。              
【請求項８】
４行程機関の場合は、吸気の場合は吸排気道（６）を吸気口（７Ｂ）に、排気の場合は吸排気道（６）を排気口（７）に合せて吸排気をさせ、オゾン発生器を吸気口（７Ｂ）内に設け、吸気を活性化することを特徴とする請求項１に記載の熱機関。
【請求項９】
２行程機関に用いる場合は、ピストン（１９）が掃気口（５）の位置迄下がった時、掃気口（５）から給気され、同時に吸排気道（６）を排気口（７）に合せて排気をさせ、オゾン発生器を掃気口（５）内に設け、給気を活性化することを特徴とする請求項１に記載の熱機関。   
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は機械、熱機関の動弁作動による出力損失の軽減、熱効率の向上に関する。         
【背景技術】
【０００２】従来、熱機関の動弁は全て茸（傘）型弁である。茸（傘）が吸（給）排気の抵抗になった。戦前、英国の技術者クロス、アスピン両名が回転弁を発明した。が失敗した。【０００３】
【非特許文献１】内燃機関の歴史、養賢堂、東京大学名誉教授富塚清著。
【非特許文献２】２サイクル機関の研究、養賢堂、東京大学名誉著教授富塚清著。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】熱機関の従来の動弁の形状は茸（傘）型揚弁である。真直ぐ排気が出来ず、茸（傘）部分にぶつかり抵抗があった。ユニフロー型機関では気筒内で旋回流を起させても、茸（傘）が邪魔になり、ここに排気の芯が残り、不完全排気であった。高速機関では排気の高効率を図る為、気筒毎に排気弁を２〜３個ずつ付ける機関もあり、即コストの上昇に繋がった。【０００５】戦前、英国の技術者クロス、アスピン両名が回転弁を発明した。彼等の発明は画期的なれど、シリンダーヘッドとの摩擦で焼付き、実用に至らなかった。１９５０年代日本でも有望と思われ、数社で単純な筒型回転弁が試みられたが冷却、潤滑がうまくゆかず、直に焼きつき、連続運転不可。全て放棄された。【０００６】従来の茸（傘）型の吸（給）排気弁は高温に曝され易くマルテンサイトやオーステナイト系の耐熱合金鋼が使用され特に排気弁は７５０度を超える高温となる為、弁軸をヒートパイプ化し中にナトリュムを封入し冷却を図る弁もある。茸（傘）型弁の欠点としては弁座磨耗が起り易い、傘部円弧亀裂破壊、傘部部分破壊、弁軸折損、潤滑油の漏れ等等何れにせよ高い加工精度が要求される、４行程機関では１気筒につき２個、自動車用の高速機関では５個、内３個は排気用、４気筒３０００ｒ．ｐ．ｍなら１気筒当り気筒蓋上に於いてカム軸１本なら３７５回転し吸入、圧縮、爆発、排気を繰返すのである。このカム軸が２本更に３本になった時の複雑さ、さらに潤滑の難しさがある。   【０００７】従来の動弁駆動は潤滑必須であった。排気弁は常に高温に曝される。従前の茸（傘）弁では軸受から潤滑油が漏れ、オイル下りと言う現象が発生し、排気管から白煙を排出したり、停止後、弁軸から潤滑油が垂れ、カーボンとなり、堆積し、落下したカーボンが排気タービンを損傷することさえあった。 【０００８】従来の内燃機関の動弁作動は全てクランク軸の回転力を利用していた。出力損失である。爆発後の排気の残存エネルギーは膨大である。ピストンが下死点に達してもこの爆発圧力を排して弁を推し開けるには大きな力が要る。このエネルギーを軽減することにより、燃費の改善と大気汚染防止に役立つ。この未利用の排気エネルギーは排気タービン過給機の動力や熱電素子の発電位にしか利用されていない、自然吸気機関ではそのまま排気されており不経済である。  
【課題を解決するための手段】
【０００９】請求項１に記す本発明の弁（２３）の形状は任意のテーパーを有する丸棒状に加工し、任意の位置に中心線を直角又は任意の角度で交叉する穴を貫通させ、吸排気道（６）とし、該弁（２３）を収納する部分をテーパー弁受（２４）とし、該弁（２３）と本弁受（２４）を気筒蓋に設置して、該弁（２３）を回転摺動移動させることにより、吸気の際は吸気口に合せ、排気の際は排気口（７）に合せて排気を行う。【００１０】請求項１に記す前記丸棒状弁（２３）は、ピストン（１９）運動方向に対し直角方向に摺動する故、該弁受（２４）の内面に、該丸棒状弁（２３）が０度から１８０度可逆回転するように該丸棒状弁（２３）のテーパー先端に向かって直線又は斜めに螺旋を描くように複数のリニヤモーター（２２）を、該丸棒状弁（２３）を包むように弁受（２４）に任意の数を設け、該丸棒状弁（２３）の表面には、該弁受（２４）の内面に設置されたリニヤモーター（２２）に対応する永久磁石又は電磁石（１３）を、極が一致するように必要数を取付け、該丸棒状弁（２３）の弁軸（２５）の弁（２３）反対端に可逆電動機（１１６）を付け、弁受（２４）に固定子となる電磁石（１０）を設け、該弁軸（２５）に回転子（９）となる永久磁石又は電磁石を設け、該弁受（２４）には該弁受磁石（１２Ｂ）を該弁軸磁石（１２Ａ）の位置に合せて反発吸引力を利用して無潤滑にするとともに軸方向摺動移動及び可逆回転運動をする。【００１１】請求項２は燃焼爆発後のピスト（１９）ンが下死点到達前、未だ吸排気道（６）が開く前の、気筒内に残存する排気圧力を本丸棒状弁（２３）の動作に利用し、省エネルギー化を図る。【００１２】請求項３に記す未排気廃棄孔（２７）は爆発後の未排気を、ピストンが気筒内の未排気供給孔（４）より下死点に近づいた位置に設け、直接排気マニホールドや排気管、排気口（７）等の排気弁後に排出し、気筒内の残存圧を減じ、ピストン及び関連部品の負荷を減じ、排気タービンへの圧力を増し、排気弁やその他の部品の過熱を軽減する。【００１３】
気筒内の未排気供給孔（４）の位置から排気マニホールドや排気管、排気口（７）等の排気弁下流側に向けて未排気廃棄孔（２７）を設け、排気の為、該丸棒状弁（２３）が開く前に、未排気を直接、排気マニホールドや排気管、排気口（７）等の排気弁下流に排出し、該丸棒状弁（２３）及び関連部品の過熱を及び運動を軽減する。
【００１４】請求項１に記す該テーパー付丸棒状弁（２３）を４行程機関に用いる場合、該弁（２３）の任意の位置に軸中心線を直角横断面をＸ状に独立して交叉貫通するの２個の穴を設け一方の穴を吸気孔（６Ａ）とし他方の穴を排気孔（６Ｂ）とし，この該弁（２３）を１０分の１ミリメートル以上摺動移動させ、然る後４５度ずつ回転させ吸気の際は吸気孔（６Ａ）を吸気口に合せ、排気の際は排気孔（６Ｂ）を排気口に合せるか、又は吸（給）排気道（６）１個にして、該弁（２３）の軸方向に向って吸（給）排気道（６）の上面上の気筒蓋に吸気口（７Ｂ）と排気口（７）をＶ字状に設け、当該弁（２３）を左右に振ることにより吸排気を行う。
【発明の効果】
【００１５】熱機関の動弁作動による出力損失を軽減させ、出力向上、そして ２行程式ユニフロー型内燃機関の完全掃気。本発明は機械、熱機関（内燃、外燃機関）の動弁の無潤滑化及びその出力損失を軽減し更に排気を中和し、在来技術も利用して熱効率８０％を視野に入れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】本発明のテーパー付丸棒状弁（２３）の形状は任意のテーパーを有する丸棒状に加工し、テーパー（ブラウンシャープ型、ジャーノ型等、なんでも可）を付けた棒状の金属、耐熱合金鋼、酸化アルミニュウム、タングステン等を用い、開の場合は請求項２に記載する伝達機構装置で該弁（２３）の先端を押す。請求項１及び請求項３に記載する装置を用いて摺動移動する。そして請求項１に記載の該弁（２３）の表面に付けた永久磁石又は電磁石（１３）と該弁受（２４）に付けたリニヤモーター（２２）及び可逆電動機（１１６）による該弁（２３）の摺道移動及び回転の動作を行い、弁軸磁石（１２Ａ）と軸受用磁石（１２Ｂ）とで無潤滑を図る。該弁（２３）を中空にし、送風による空冷又は潤滑油を循環させ冷却をする。該丸棒状弁（２３）に４行程機関にする場合は軸方向の直角横断面から見て中心線を十文字状、Ｘ字状に各々独立して貫通させ、吸気孔（６Ａ）と排気孔（６Ｂ）にするか、又は吸排気道（６）１個にして気筒蓋にＶ字状に吸気口（７Ｂ）と排気口（７）を設け、該丸棒状弁（２３）を任意の角度で左右に振る可逆回転をさせて合せる。そして該弁（２３）を収納する部分をテーパー弁受（２４）とし、該弁（２３）と本弁受（２４）の装置を燃焼室上部、気筒蓋上に設置して、該弁（２３）を０．１ミリメートルから１．５ミリメートル程度の距離を移動摺動させ、任意の角度を回転させることにより、吸気の際は吸排気道（６）そして吸気孔（６Ａ）を吸気口（７Ｂ）に合せ、排気の場合は吸排気道（６）そして排気孔（６Ｂ）を排気口（７）に合せて吸排気を行う。【００１７】本発明の弁（２３）はピストン運動の直交方向に摺動移動回転する。２行程機関に用いる場合、当該弁（２３）は掃気（給気）、排気をする為の穴である吸（給）排気道（６）１個が該弁（２３）の軸中心線に対し直角に貫通し、９０度回転しながら摺動移動し、掃気（給気）をする。吸（給）気孔として使う場合は、排気口（７）はピストンが降りた気筒の下死点付近に設け、下方排気となる。ユニフロー型の場合は下死点付近からの掃気（給気）となり、掃（給）気孔（５）を接線方向に向け、該弁（２３）の排気道（６）を排気口（７）に合わせ、気筒蓋を開放して弁抵抗を無くし残圧を零にし、過給気を掃（給）気口（５）から送ると瞬時に竜巻現象が発生し、掃気、排気効果は甚大となる。故にユニフロー型を推奨する。【００１８】該弁（２３）には、９０度回転させるように螺旋状に２乃至４列状に永久磁石（１３）を埋込み、該弁受（２４）には該弁（２３）の永久磁石（１３）の極性と一致させるリニヤモーター（２２）を設け、弁軸（２５）には弁軸磁石（１２Ａ）を設け、軸受け（２６）には弁軸受磁石（１２Ｂ）を設け、両方の磁力線の反発を利用し、非接触にし、無潤滑にする。該弁（２３）の嵌合解除動作開始は、軸受磁石（１２Ｂ）の極性を変え反発による摺動移動を図るのと、ガスピストンによる動力伝達機構装置を介するのと、未排気を直接該弁（２３）先端を直撃させるのと、圧力センサーを感知、感応することによりリニヤモーター（２２）に通電させ、駆動を行い、合算開閉作動をする。【００１９】ガスピストン（２８）は、通路（３）の途中に設けて、当該供給孔（４）から進入する未排気を直撃させ、ガスピストン（２８）に連なる動力伝達機構装置を介し、本丸棒状弁（２３）を動作させる。残った未排気は未排気廃棄孔（２７）から排気口又は排気管へ排出される。ロッカーアームを用いる場合は、梃の原理を利用し僅かな力で動弁動作出来る様支点間距離を考慮する。燃焼爆発後のピストン（１９）が下死点到達前、未だ吸排気道が開く前の、気筒内に残存する排気圧力を、複数の未排気供給孔（４）を設け、該孔（４）に連なる通路（３）を設けてつなぎ、通路（３）内の所定の位置に、必要数の逆止弁（２９）を設け、該弁（２９）と後述するガスピストン（２８）との間に分岐点を設けて分岐し、逆止弁（２９）と分岐点との間に必要数の水噴射孔（３０）を設け、該孔（３０）よりアルカリ水（苛性ソーダ水、炭酸ソーダ水、重曹水、炭酸カルシュウム水、石灰水を単品及び複合混合水としたもの）を噴射し、一方は通路（３）の途中に設けたガスピストン（２８）に、導いて直撃させ、ガスピストン（２８）に連なる所定の動力伝達機構装置を介して該弁（２３）を動作させ、然る後未排気廃棄孔（２７）から排出し、他方はテーパー弁頭受（２４Ａ）に導き、テーパー弁頭受（２４Ａ）に圧力センサーを設け、未排気を該弁（２３）のテーパー先端を直撃させて動作させ、然る後、圧力センサー感知、リニヤ（２２）及び可逆電動機（１１６）を通電作動させ、該丸棒状弁（２３）を動作する。  【００２０】
爆発後の気筒内減圧及び排気を速やかに行う為、未排気を下死点前、排気弁を開く前に、未排気供給孔（４）より下がった位置に未排気廃棄孔（２７）を設け、直接排気マニホールドや排気口（７）等の排気弁後に排出し、弁の過熱と弁駆動力を軽減させる。
気筒内の未排気供給孔（４）とピストン（１９）の下死点との間に更に第２の未排気供給孔（４）を設けて未排気廃棄孔（２７）と結び、排気の為、該丸棒状弁（２３）が開く前に、未排気を直接、排気マニホールドや排気管、排気口（７）等の排気弁下流に排出してもよい。

【００２１】該丸棒状弁（２３）を冷却する為、弁軸（２５）を含めて中空にし、送風により空冷することにより弁の過熱を防ぎ、動作を安定させる。    【００２２】該丸棒状弁（２３）を冷却する為、弁軸（２５）を含めて中空にし、潤滑油により油冷することにより弁の過熱を防ぎ、動作を安定させる。熱機関の排気の主成分は窒素酸化物及び炭酸ガス、燃料に含まれる硫黄が硫黄酸化物も生み出すので、排気の中和を図る為、前記アルカリ水は、苛性ソーダ水、炭酸ソーダ水、重曹水、炭酸カルシュウム水、石灰水を単品及び複合混合水としたものを用い、着火時及び発火直後に燃焼室に噴射する。  通路（３）内の所定の位置に設けられた水噴射孔（３０）に隣接して蓄熱材（３１）を設け、赤熱する蓄熱材（３１）に該孔（３０）水及びアルカリ水を噴射し、水蒸気爆発を促進する。              ４行程機関の場合は、吸気の場合は吸排気道（６）を吸気口（７Ｂ）に、排気の場合は吸排気道（６）を排気口（７）に合せて吸排気をさせ、オゾン発生器を吸気口（７Ｂ）内に設け、吸気を活性化する。２行程機関に用いる場合は、ピストン（１９）が掃気口（５）の位置迄下がった時、掃気口（５）から給気され、同時に吸排気道（６）を排気口（７）に合せて排気をさせ、オゾン発生器を掃気孔（５）内に設け、給気を活性化する。       
【産業上の利用可能性】
【００２３】船舶用、発電用、航空機用、自動車用その他の汎用原動機。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】テーパー付丸棒状弁ガスピストン駆動断面図。
【図２】テーパー付丸棒状弁電動移動摺動回転断面図。
【符号の説明】
【００２５】１Ａ  弁着座部２    未排気噴出孔３    通路    ４    未排気供給孔５    掃気口（給気）６    吸排気道６Ａ  吸気孔６Ｂ  排気孔７    排気口７Ｂ  吸気口９    回転子（ローター）１０    固定子（ステーター）固定磁界発生用１１    電磁石軸方向運動用Ａ          １２    電磁石軸受用１２Ａ  丸棒状弁軸磁石１２Ｂ  軸受用電磁石                １３    永久磁石又は電磁石弁用（丸棒状弁用）                    １４    電磁石軸方向運動用Ｂ    １６    冷媒入口１７    冷媒戻口１８    燃焼室１９    ピストン２０    連桿（コネクテイングロッド）２１    クランク軸２２    リニヤモーター２３    丸棒状弁２４    丸棒状弁受２４Ａ  丸棒状弁頭受２４Ｂ  固定子電磁石２５    弁軸２６    軸受２７    未排気廃棄孔２８    ガスピストン２９    逆止弁３０    水噴射孔３１    蓄熱材１１６    可逆電動機 
【図２】
0004840833.tif 000002
【図１】
0004840833.tif 000003