(57)【要約】  空気エネルギー機械装置は、圧力供給システムと、電力出力システムと、リセットシステムと、制御システムとを備える。空気エネルギー機械装置では、第１ガス貯蔵装置、第２ガス貯蔵装置、第３ガス貯蔵装置、及び大気圧の間で圧力差が形成され、且つピストン及び他のアセンブリが圧力差によって駆動されて移動し、それによって、圧力エネルギーから運動エネルギーへの変換が実行され、且つエネルギーが外部に連続的に出力される。空気エネルギー機械装置は、外部にエネルギーを出力するための燃料を使用せず、且つ、それ故に、グリーンであると共に環境に優しいという利点を有する。その一方で、空気エネルギー機械装置の特定の構造的設計によって、第１ガス貯蔵装置内の圧力は、連続的に電力に変換され、外部に出力されることが可能であり、且つ外部に対して熱が放出されない。それ故に、エネルギー損失は大幅に低減され、且つエネルギー変換効率が改善される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力供給システムと、電力出力システムと、リセットシステムと、制御システムと、を備える空気モーターであって、
前記圧力供給システムは第１ガス貯蔵装置（ａ）を備え、ピストンシリンダスリーブ（１）が前記ガス貯蔵装置（ａ）の内部に設けられ、高圧ピストン（２）が前記ピストンシリンダスリーブ（１）の内部に移動可能に配置され、前記高圧ピストン（２）は前記ピストンシリンダスリーブ（１）の内壁と気密に接触しており、前記第１ガス貯蔵装置（ａ）から外に延びる第１駆動棒は、前記高圧ピストン（２）上に設けられ、前記ピストンシリンダスリーブ（１）は、ピストン接続部品（３）を更に備え、前記ピストン接続部品（３）は、前記ピストンシリンダスリーブ（１）の中に挿入されると共に前記ピストンシリンダスリーブ（１）の内部で移動可能である１つの端部を有し、前記ピストン接続部品（３）のこの末端の端部分は、前記高圧ピストン（２）に当接するように構成され、前記ピストン接続部品（３）はもう１つの端部を有し、前記もう１つの端部上に、係止／押圧用接続シリンダ（４）が、前記ピストン接続部品（３）に密閉して接続され、且つ大気と連通しており、前記第１ガス貯蔵装置（ａ）から外に延びる第２駆動棒が、前記係止／押圧用接続シリンダ（４）上に設けられており、
前記電力出力システムは可逆な駆動輪（５）と、前記可逆な駆動輪（５）と噛み合うように構成された駆動ラックとを備え、前記駆動ラックは前記第１駆動棒上に配置され、伝達軸が、前記第１ガス貯蔵装置（ａ）上に配置され、且つ一方向に回転可能であり、
前記リセットシステムは第２ガス貯蔵装置（ｂ）と第３ガス貯蔵装置（ｃ）とを備え、前記第２ガス貯蔵装置（ｂ）は第１低圧スリーブを備え、第１低圧ピストン（６）が前記第１低圧スリーブの内部に設けられ、前記第１低圧ピストン（６）は前記第１駆動棒に接続され、第２低圧ピストン（７）が第２低圧スリーブの内部に設けられ、前記第２低圧ピストン（７）は前記第２駆動棒に接続され、
前記制御システムはインテリジェント制御シングルチップコンピュータと、前記第１ガス貯蔵装置（ａ）に蝶番で連結されたレバー（８）と、係止機構（１０）と、入口バルブ（１１）及び出口バルブ（１２）とを備え、前記レバー（８）が、前記第１駆動棒に接続された１つの端部と、調整棒（９）に蝶番で連結されたもう１つの端部とを有し、前記調整棒（９）は、前記係止／押圧用接続シリンダ（４）に当接し、且つ前記係止／押圧用接続シリンダ（４）を押して前記第３ガス貯蔵装置（ｃ）に向けて移動させるように構成された押し棒を備えており、前記係止機構（１０）は前記係止／押圧用接続シリンダ（４）上に配置され、且つ前記ピストン接続部品（３）を係止して、前記係止機構（１０）に対して前記ピストン接続部品（３）を固定するように構成され、前記入口バルブ（１１）及び前記出口バルブ（１２）は共に前記ピストンシリンダスリーブ（１）上に配置され、且つ前記インテリジェント制御シングルチップコンピュータによって開閉が制御されるように構成される、
ことを特徴とする空気モーター。
【請求項２】
請求項１に記載の空気モーターであって、前記駆動ラック及び前記第１駆動棒は一体的に形成される、ことを特徴とする空気モーター。
【請求項３】
請求項１に記載の空気モーターであって、空気補給システムを備え、前記空気補給システムは第４ガス貯蔵装置（ｄ）を備え、前記第４ガス貯蔵装置（ｄ）は、前記第１ガス貯蔵装置（ａ）と連通している、ことを特徴とする空気モーター。
【請求項４】
請求項１に記載の空気モーターであって、前記第１ガス貯蔵装置（ａ）の内部の圧力を検出するように構成され、前記第１ガス貯蔵装置（ａ）に接続される検出部品を更に備える、ことを特徴とする空気モーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１３年１月２８日に中国知的財産局に申請された「空気モーター」と題する中国特許出願第２０１３１００３２５９９．２号に対する優先権を主張するものであり、この特許出願の開示全体は、参照によって本明細書に組み入れられる。本願は、発電装置の技術分野に関し、特に空気モーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、エンジンはエネルギー変換装置の中で最も良く知られた装置であり、且つ最も広い応用範囲を有するが、その一方で、バッテリのような、他のいくつかのエネルギー変換装置もまた、人々の生活及び仕事において非常に重要な効果を有する。
【０００３】
エンジンは、燃料が反応する間に発生される化学エネルギーを、機械部品のための運動エネルギーに変換するように設計された装置である。そしてエンジンは、燃料のタイプに応じて、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンとを含む。ガソリンエンジンの動作プロセスは、以下で簡単に紹介される。
【０００４】
従来の技術では、典型的なガソリンエンジンは、シリンダと、燃焼室と、ピストンと、連接棒とを含む。ピストンは、シリンダの内部に密閉して配置され、且つシリンダに対してスライド可能で、しかも密閉して連結される。シリンダは燃焼室と連通しており、且つピストンは連接棒に接続される。ガソリンが蒸気の形態で燃焼室の中に噴出され、且つ空気と混合されると、点火プラグの作用下で爆発が起こり、且つ大きな熱エネルギー及び膨張位置エネルギーが瞬間的に発生する。膨張位置エネルギーは、ガソリンエンジンの連接棒を駆動して、ピストンを介して移動させ、膨張位置エネルギーをガソリンエンジンの運動エネルギーに変換する。ガソリンエンジンは、爆発の間に発生する位置エネルギーだけを使用することが可能であるため、爆発の間に発生する熱エネルギーは、空気との熱交換を通して散逸されるが、このことは、資源の浪費を引き起こす。
【０００５】
上記のエネルギー変換プロセスでは、ガソリン蒸気は燃焼室内部で燃焼されるので、燃焼室内部での新鮮な空気は、空間によって制限され、従って、ガソリン蒸気の燃焼のために、十分な酸素を供給できない。従って、不完全燃焼もまた、エネルギーの浪費を引き起こす。
【０００６】
加えて、環境汚染及び資源不足はますます深刻となっており、グリーンエネルギーを開発することは、現在社会にとってエネルギー開発の主流方向となっている。ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンによって放出される排ガスは、空気汚染における主な汚染物質の１つである。
【０００７】
それ故に、本分野の当業者によって緊急に取り組まれるべき問題は、高いエネルギー変換率を備えたグリーンな発電装置を提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
本願によって取り組まれる技術的問題は、空気モーターを提供することである。この空気モーターは、ガス圧力を電力に変換してエネルギーを出力することが可能であり、且つ高いエネルギー変換効率を有し、しかも汚染フリーである。
【０００９】
上記の技術的問題に取り組むために、本願では空気モーターが提供され、この空気モーターは、圧力供給システムと、電力出力システムと、リセットシステムと、制御システムとを含む。圧力供給システムは第１ガス貯蔵装置を含み、ピストンシリンダスリーブがガス貯蔵装置の内部に設けられ、高圧ピストンがピストンシリンダスリーブの内部に移動可能に配置され、高圧ピストンはピストンシリンダスリーブの内壁と気密に接触しており、第１ガス貯蔵装置から外へ延びる第１駆動棒は高圧ピストン上に設けられ、ピストンシリンダスリーブはピストン接続部品を更に備え、ピストン接続部品は、ピストンシリンダスリーブの中に挿入され、且つピストンシリンダスリーブの内部で移動可能である１つの端部を有し、ピストン接続部品のこの末端の端部分は、高圧ピストンに当接するように構成され、ピストン接続部品はもう１つの端部を有し、これの上に、係止／押圧用接続シリンダがスライド可能に配置され、係止／押圧用接続シリンダは、ピストン接続部品に密閉して接続され、且つ大気と連通し、且つ第１ガス貯蔵装置から外に延びる第２駆動棒が、係止／押圧用接続シリンダ上に設けられる。電力出力システムは、可逆な駆動輪と、可逆な駆動輪と噛み合うように構成された駆動ラックとを含み、駆動ラックは第１駆動棒上に配置され、且つ伝達軸は、第１ガス貯蔵装置上に配置され、且つ一方向に回転可能である。リセットシステムは、第２ガス貯蔵装置と第３ガス貯蔵装置とを含み、第２ガス貯蔵装置は第１低圧スリーブを備え、第１低圧ピストンは第１低圧スリーブの内部に設けられ、且つ第１低圧ピストンは第１駆動棒に接続され、第２低圧ピストンは第２低圧スリーブの内部に設けられ、且つ第２低圧ピストンは第２駆動棒に接続される。制御システムは、インテリジェント制御シングルチップコンピュータと、第１ガス貯蔵装置に蝶番で連結されたレバーであって、このレバーは、第１駆動棒に接続された１つの端部と、調整棒に蝶番で連結されたもう１つの端部とを有し、調整棒は押し棒を備え、この押し棒は、係止／押圧用接続シリンダに当接し、且つ係止／押圧用接続シリンダを押して第３ガス貯蔵装置に向けて移動させるように構成される、レバーと、係止機構であって、この係止機構は、係止／押圧用接続シリンダ上に配置され、かつピストン接続部品を係止して、係止装置に対してピストン接続部品を固定するように構成される、係止機構と、入口バルブ及び出口バルブであって、これらは共にピストンシリンダスリーブ上に配置され、且つインテリジェント制御シングルチップコンピュータによって開閉が制御されるように構成される、入口バルブ及び出口バルブと、を含む。
【００１０】
好ましくは、駆動ラック及び第１駆動棒は、一体的に形成される。
【００１１】
好ましくは、本願では空気補給システムが更に設けられ、この空気補給システムは、第４ガス貯蔵装置を含み、且つ第４ガス貯蔵装置は、第１ガス貯蔵装置と連通している。
【００１２】
好ましくは、本願では検出部品が更に設けられ、且つ、検出部品は、第１ガス貯蔵装置の内部の圧力を検出するように構成され、且つ第１ガス貯蔵装置に接続される。
【００１３】
本願では空気モーターが提供され、上記の構造的設計によって、第１ガス貯蔵装置、第２ガス貯蔵装置、第３ガス貯蔵装置、及び大気の間で圧力差が形成され、ピストン及び他の部品は圧力差によって駆動されて移動し、これにより、圧力エネルギーを運動エネルギーに変換し、且つ連続的にエネルギーを出力する。従来の発電装置に比べて、本願による空気モーターは、エネルギーを出力するための燃料油を使用せず、従って、本願による空気モーターはグリーンであり、且つ環境に優しい。その一方で、特定の構造的設計によって、第１ガス貯蔵装置内の圧力は、連続的に駆動力に変換されて出力され得る。そして、仮に部品間での摩擦によって発生されるエネルギー損失が考慮されない場合、本願による空気モーターは、熱を外部に向けて散逸しないかもしれず、これにより、大幅に熱損失を低減し、且つ本願による空気モーターのエネルギー変換効率を改善する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本願の実施形態による圧力供給システムの構造を示す概略図である。
【図２】図２は、本願の実施形態による空気モーターの構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本願の実施形態における技術的解決法は、本願の実施形態における図面に関連して、以下で明確に、しかも完全に説明されるであろう。明らかに、説明される実施形態は、全ての実施形態というよりも、本願の実施形態の一部に過ぎない。本願における実施形態に基づいて、任意の創造的な努力無く、当業者によってなされる他の実施形態の全ては、本願の範囲に入る。
【００１６】
本願の実施形態は、図面と関連して、詳細に説明される。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、図１は、本願の実施形態による圧力供給システムの構造を示す概略図であり、図２は、本願の実施形態による空気モーターの構造を示す概略図である。
【００１８】
空気モーターは本願によって提供されるが、これは、圧力供給システムと、電力出力システムと、リセットシステムと、制御システムとを含む。
【００１９】
圧力供給システムは、第１ガス貯蔵装置ａを含む。ピストンシリンダスリーブ１は、第１ガス貯蔵装置ａの内部に設けられ、且つ、高圧ピストン２は、ピストンシリンダスリーブ１の内部に移動可能に配置され、且つピストンシリンダスリーブ１の内壁と気密に接触している。第１駆動棒は、高圧ピストン２上に設けられ、且つ第１ガス貯蔵装置ａから外に延びる。ピストンシリンダスリーブ１は、ピストン接続部品３を備える。ピストン接続部品３は、ピストンシリンダスリーブ１の中に延びると共にピストンシリンダスリーブ１の内部で移動可能な１つの端部を有し、ピストン接続部品３のこの末端の端部分は、高圧ピストン２に当接するように構成され、且つピストン接続部分３はもう１つの端部を有し、この端部上に係止／押圧用接続シリンダ４がスライド可能に配置され、且つ係止／押圧用接続シリンダ４は、ピストン接続部品３に気密に接続され、且つ大気と連通している。第２駆動棒は、係止／押圧用接続シリンダ４上に設けられ、且つ第１ガス貯蔵装置ａから外へ延びる。
【００２０】
電力出力システムは、可逆な駆動輪５と、可逆な駆動輪５と噛み合うように構成された駆動ラックとを含む。駆動ラックは第１駆動棒上に配置され、且つ伝達軸は、第１ガス貯蔵装置ａ上に配置され、且つ一方向にのみ回転できる。
【００２１】
リセットシステムは、第２ガス貯蔵装置ｂと第３ガス貯蔵装置ｃとを含む。第２ガス貯蔵装置ｂは第１低圧スリーブを備え、第１低圧ピストン６は、第１低圧スリーブの内部に設けられ、且つ第１駆動棒に接続される。第２低圧ピストン７は、第２低圧スリーブの内部に設けられ、且つ第２駆動棒に接続される。
【００２２】
制御システムは、インテリジェント制御シングルチップコンピュータと、第１ガス貯蔵装置ａに蝶番で連結されたレバー８と、係止機構１０と、入口バルブ１１及び出口バルブ１２とを含む。レバー８は、第１駆動棒に接続された１つの端部と、調整棒９に蝶番で連結されたもう１つの端部とを有する。調整棒９は押し棒を備え、この押し棒は、係止／押圧用接続シリンダ４に当接し、かつ係止／押圧用接続シリンダ４を押して第３ガス貯蔵装置ｃに向けて移動するように構成される。係止機構１０は、係止／押圧用接続シリンダ４上に配置され、且つピストン接続部品３を係止して、係止装置１０に対してピストン接続部品３を固定するように構成される。入口バルブ１１及び出口バルブ１２は共に、ピストンシリンダスリーブ１上に配置され、且つインテリジェント制御シングルチップコンピュータによって開閉が制御される。
【００２３】
制御システムはシングルチップコンピュータを使用するが、これは論理機能及び動作機能を有する。制御プログラムは、シングルチップコンピュータ内に格納され、且つ、本願による空気モーターの動作条件に応じた制御機能を有する部品について、開閉動作を実行するために使用される。シングルチップコンピュータは、産業分野では十分に使用されてきたため、従って、本明細書では詳細に説明されないであろう。
【００２４】
上記の構造的設計に基づいて、本願の特定の動作プロセスは、以下の通り説明される。
【００２５】
圧力システムは、この装置を動作させるための圧力エネルギーを供給し、且つ１つのガス貯蔵装置を含むが、それは第１ガス貯蔵装置ａである。大量のガスが第１ガス貯蔵装置ａ内に貯蔵され、且つガスは、好ましくは不活性ガスとして具体化されるが、不活性ガスは、動作プロセスの間、安定な性能を有することが可能である。
【００２６】
特に、第１ガス貯蔵装置ａ内の圧力は、標準大気圧の８倍であってもよい。
【００２７】
もちろん、コストを考慮して、第１ガス貯蔵装置ａ内に貯蔵されるガスは、本願では精製ガスである。ピストンシリンダスリーブ１は、第１ガス貯蔵装置ａの内部に配置され、且つ高圧ピストン２は、ピストンシリンダスリーブ１の内部に配置される。高圧ピストン２は第１駆動棒を備え、且つ第１駆動棒は、第１ガス貯蔵装置ａから外に延びる。そして、高圧ピストン２が移動可能であることを保証するために、第１ガス貯蔵装置ａは、第１駆動棒が外に延びるための孔を備えており、且つその孔は、ピストンシリンダスリーブ１と連通している。ピストンシリンダスリーブは、高圧ピストン２と気密に接触しており、従って、高圧ピストン２がピストンシリンダスリーブ１の内部に配置される場合、高圧ピストン２の両端部表面は異なる圧力を受ける。１つの端部表面は、第１ガス貯蔵装置ａによって加えられる標準大気圧の８倍の圧力を受け、且つもう１つの端部表面は、標準大気圧を受ける。ピストンの両側は異なる圧力を受けるので、高圧ピストン２は、第１ガス貯蔵装置ａの作用下で、外側に移動し得る（本明細書での外側方向は、第１ガス貯蔵装置ａの内部に対して定義される）。
【００２８】
ピストン接続部品３の１つの端部は、ピストンシリンダスリーブ１の中に挿入され、且つピストン接続部品３のもう１つの端部は，係止／押圧用接続シリンダ４と共に配置される。これにより１つの構造を形成するが、その構造では、ピストン接続部品３はピストンシリンダスリーブ１に対して移動可能であり、且つ係止／押圧用接続シリンダはピストン接続部品３に対して移動可能である。ピストン接続部品３の両端部は、ピストンシリンダスリーブ１及び係止／押圧用接続シリンダ４の内部にそれぞれ配置され、ピストンシリンダスリーブ１内の圧力は、第１ガス貯蔵装置ａ内の圧力と同じであり、且つ係止／押圧用接続シリンダ４は大気と連通している。それ故に、係止／押圧用接続シリンダ４内の圧力は大気圧であり、且つピストン接続部品３の両端部で圧力差が発生し、これによって、ピストン接続部品３が移動可能になる。
【００２９】
電力出力システムは、可逆な駆動輪５と、可逆な駆動ラック５と噛み合うように構成された駆動ラックとを含む。駆動ラックは第１駆動棒上に配置され、且つ伝達軸は、第１ガス貯蔵装置ａ上に配置され、且つ一方向に回転できる。
【００３０】
第１駆動軸は、高圧ピストン２によって駆動されて移動し、且つ、その一方で、可逆な駆動輪５を駆動し、駆動ラックを介して回転させる。可逆な駆動輪５は、１つの回転方向において伝達軸に回転作用力を加え、且つもう１つの方向において伝達軸が空回りすることを可能にする。可逆な駆動輪５が伝達軸を駆動して移動させる場合、伝達軸は、外部装置を介して運動エネルギーを出力する。高圧ピストン２が第１駆動棒をプリセット位置まで押すと、第１駆動棒は、第２ガス貯蔵装置ｂの圧力の作用下で押し戻され、且つ、この場合、第１駆動棒は高圧ピストン２を駆動してもよい。これは、高圧ピストンの両側での圧力が等しい状態にあり、初期状態にリセットし、且つガス貯蔵装置の圧力の作用下で、次の運動を実行するための状態である。
【００３１】
上記の構造により、ピストンは、第１ガス貯蔵装置に対して外側に移動することが可能になり、且つ、この装置の連続動作を保証するために、本願では、リセットシステムが更に設けられる。
【００３２】
リセットシステムは、第２ガス貯蔵装置ｂと第３ガス貯蔵装置ｃとを含む。第２ガス貯蔵装置ｂは第１低圧スリーブを備え、且つ第１低圧ピストン６は、第１低圧スリーブの内部に設けられ、且つ第１駆動棒に接続される。第２低圧力ピストン７は、第２低圧スリーブの内部に設けられ、且つ第２駆動棒に接続される。
【００３３】
第一に、留意されるべきことであるが、ピストンシリンダスリーブ１は、入口バルブ１１及び出口バルブ１２を備え、且つ第１ガス貯蔵装置ａ内のガスが、ピストンシリンダスリーブ１の中に入れることを保証するために、入口バルブ１１は、ピストンが外側に向けて移動するプロセスの間、開いたままであり、これによって、ピストンシリンダスリーブ１のガス圧力は、第１ガス貯蔵装置ａのガス圧力とつり合う。即ち、ピストンシリンダスリーブ１のピストンのガス圧力もまた、標準大気圧の８倍であり、高圧ピストン２を駆動して移動させる。高圧ピストン２が、限界位置に達するまで外側に向けて移動した後、入口バルブ１１が閉じられると共に出口バルブ１２が開かれ、且つこの動作状態が維持される。
【００３４】
本願による空気モーターの動作プロセスでは、部品間の摩擦によって、熱が発生し得る（発明者の実験的統計によれば、熱は一般に４０℃から６０℃までの範囲の温度を有する）。第１ガス貯蔵装置が加熱されると（高圧ピストン２はピストンシリンダスリーブ１の内部に配置され、且つ高圧ピストン２とピストンシリンダスリーブ１との間で発生する摩擦熱が主な熱源である）、第１ガス貯蔵装置ａ内のガスの温度は上昇し、これが第１ガス貯蔵装置ａ内の圧力を更に上昇させる。それ故に、本願では、エネルギーは熱エネルギーの形態で存在するものの、熱エネルギーは、依然として空気モーター内部で作用し、且つ散逸し得ない。このことは、空気モーターのエネルギー変換効率を更に改善する。これはまた、本願と従来技術との間における主な違いである。
【００３５】
高圧ピストン２が外側に向かって限界位置まで移動する場合、ピストン接続部品３は、同時に、外側に向かって限界位置まで移動する。そして、この状態において、係止装置１０が開かれ、ピストン接続部品３と係止／押圧用接続シリンダとの間で強固な結合を形成する。このように、係止装置１０及びピストン接続部品３を結合することによって形成されるアセンブリの両端部でのガス圧力は同じであり、それは共に標準大気圧の８倍である。このことによって、アセンブリの両端部間での圧力差はゼロとなり、且つアセンブリの両端部でのつり合いが保たれる。第２駆動棒は、係止／押圧用接続シリンダに接続され、且つ第２低圧ピストン７は、第２駆動棒に接続される。従って、第３ガス貯蔵装置ｃの圧力の作用下で、係止／押圧用接続シリンダは、係止装置１０及びピストン接続部品３を結合することによって形成されるアセンブリを駆動し、高圧ピストン２に向けて移動させ、これによって、ピストン接続部品３が、高圧ピストン２に当接することが可能になる。（上の説明によれば、出口バルブ１２が開かれると、ピストンシリンダスリーブ１の内部のガスは、出口バルブ１２を介して排出されるが、それは、ピストン接続部品３が高圧ピストン２に当接する前に、ピストン接続部品３が高圧ピストン２に向けて移動するプロセスにおいてである。）
【００３６】
ピストン接続部品３が高圧ピストン２に当接すると、係止装置１０が開かれ、ピストン接続部品３及び係止／押圧用接続シリンダが接続構造まで戻ることが可能となるが、この接続構造では、ピストン接続部品３及び係止／押圧用接続シリンダはスライド可能に接続される。係止／押圧用接続シリンダは大気と連通しているので、高圧ピストン２に当接するピストン接続部品３によって形成されるアセンブリは、第２ガス貯蔵装置ｂの圧力の作用下でリセットされ、その後、次の動作期間に入る。
【００３７】
本願の実施形態では、第１ガス貯蔵装置ａ内のガス圧力は、標準大気圧の８倍であり、第２ガス貯蔵装置ｂ及び第３ガス貯蔵装置ｃの各々におけるガス圧力は、標準大気圧の２倍であり、且つ大気と連通する係止／押圧用接続シリンダ内のガス圧力は、標準大気圧と同じである。
【００３８】
駆動ラックは、第１駆動棒と一体的に形成されてもよい。
【００３９】
本願では、圧力補給システムが更に設けられてもよく、且つ圧力補給システムは、第１ガス貯蔵装置ａと連通する第４ガス貯蔵装置ｄを含む。
【００４０】
本願では、第１ガス貯蔵装置ａ内部のガス圧力を検出するように構成された検出部品が設けられてもよく、且つこの検出部品は、第１ガス貯蔵装置ａに接続される。
【００４１】
本願の実施形態では、高圧ピストン２の１つの動作期間は、４つのステップを含む。
【００４２】
第１ステップでは、（標準大気圧の８倍の値を有する）高圧ガスが気密な第１ガス貯蔵装置ａに貯蔵されることで、第１ガス貯蔵装置ａと、第２ガス貯蔵装置ｂ、第３ガス貯蔵装置ｃ及び外部環境の各々との間での圧力差を形成し、且つ圧力差によって発生する運動エネルギーが使用され、高圧ピストン２を押して動作させる。
【００４３】
第２ステップでは、高圧ピストン２が、高圧ガスによって限界位置まで押され（限界位置は、高圧ピストン２が、第１ガス貯蔵装置ａの内壁に当接する位置である）、係止／押圧用接続シリンダ４及びピストン接続部品３が一緒に係止されることで、一体化されたアセンブリを形成し、従って、一体化されたアセンブリの両端部での圧力がつり合う。この時、係止／押圧用接続シリンダ４及びピストン接続部品３は、第２低圧ピストン７によって、第２駆動棒を介して高圧ピストン２に向けて押され、これによって、ピストン接続部品３は、高圧ピストン２に当接することが可能になる。
【００４４】
第３ステップでは、ピストン接続部品３が高圧ピストン２に当接した後、ピストン接続部品３及び高圧ピストン２のアセンブリの両端部での圧力は、標準大気圧と同じであり、且つ、ピストン接続部品３及び高圧ピストン２のそれぞれの部分の圧力が等しい場合、第２ガス貯蔵装置ｂは、第１低圧ピストン６を押して、ピストン接続部品３及び高圧ピストン２をリセットする。
【００４５】
第４ステップでは、ピストン接続部品３及び高圧ピストン２がリセットされると、ピストン接続部品３上に取り付けられた弾性スイッチが、入口バルブ１１をポンと開き、第１ガス貯蔵装置ａ内の高圧ガスが、入口バルブ１１を介してピストンシリンダスリーブ１に入り、高圧ピストン２からピストン接続部品３を分離するが、それと共に、高圧ピストン２は高圧ガスによって押され、次の動作を実行する。上記のプロセスは、何度も繰り返され、空気モーターは、連続的にエネルギーを出力することが可能になる。
【００４６】
このことを考慮して、空気モーターの動作原理は、４つの態様で要約され得る。第１の態様は、圧力差を使用して高圧ピストンを押すことである。第２の態様は、係止／押圧用接続シリンダを使用してピストン接続部品を接続し、ピストン接続部品を移動させることである。第３の態様は、ピストン接続部品３及び高圧ピストン２のアセンブリの両端部での圧力が等しい場合に、ピストン接続部品及び高圧ピストンをリセットすることである。第４の態様は、弾性力を使用して、高圧ピストンからピストン接続部品を分離することである。
【００４７】
以下の事柄に、留意すべきである。
【００４８】
１．空気は、圧縮して、貯蔵され得る。
【００４９】
２．圧縮空気の密度が大きければ大きいほど、圧縮空気の膨張力はますます大きい。
【００５０】
３．仮に圧縮空気を貯蔵するための容器の体積が変わらない場合、膨張力もまた、変わらない。
【００５１】
４．空気は、エネルギーを貯蔵する機能を有する。
【００５２】
５．圧縮空気は、リサイクルされ得る。空気モーターの構造は、上記５つの空気の特質に基づいて設計され、且つ空気モーターのガス貯蔵装置は、一定体積を備えた良く密閉された容器であり、従って、貯蔵された空気は、失われないであろう。
【００５３】
その上、高圧ガスは第４ガス貯蔵装置ｄに貯蔵され、且つ第１ガス貯蔵装置ａの圧力が、標準大気圧の８倍よりも低い場合、インテリジェント制御システムの検出部品は、圧力補給の機会を決定し、且つ、補給圧力に対して第４ガス貯蔵装置ｄの圧力補給バルブを適時に制御することが可能である。圧縮空気の量が一定である限り、膨張力は変わらない。このことは、エネルギーを貯蔵する機能を含めて、空気が上記の５つの特質を有することを具体化する。即ち、空気はエネルギーの媒体であるだけでなく、エネルギーを発生させる材料であり、空気モーターは、空気圧力を機械的エネルギーに変換するための発電装置である。そして、空気と空気モーターのみが互いに協力し、圧縮空気の効果及び空気モーターの機能が実現され得る。ピストンの運動は圧縮空気の膨張によって実現されるものの、ピストンシリンダスリーブ１の体積は、高圧ガス貯蔵装置の体積のわずか数十分の１であり、従って、ピストンシリンダスリーブ１の膨張プロセスは、圧縮空気の全体的な位置エネルギーにほとんど影響を及ぼさない。高圧ピストンがリセットされる前に、ピストンシリンダスリーブ内のガスは、高圧ガス貯蔵装置の中に既に押し込まれているので、ピストンの往復運動の間、高圧ガス貯蔵装置内の圧縮空気の全量は変わらず、且つ、それ故に、空気モーターは連続的に働き得る。このことは、エネルギー保存則に反するものではなく、単にエネルギー保存則を証明している。
【００５４】
空気モーターは、圧力差の作用下で働くので、圧力差が存在する限り、空気モーターは連続的に動作する。空気モーターのシステムは、互いに作用する２つの圧力差を有する。第１の圧力差は、機械的構造と外部環境との間の圧力差であり、高圧貯蔵装置内の圧縮空気の圧力は、標準大気圧の８倍であり、低圧ガス貯蔵装置内のガスの圧力は、標準大気圧の２倍であり、且つ外部環境における空気の圧力は、標準大気圧と同じであり、従って、このように、機械的構造と外部環境との間で、圧力差が形成される。第２の圧力差は、この装置の部品間での関数圧力差であり、例えば、高圧ピストン２の面積は５０平方センチメートルであり、高圧ガス貯蔵装置内の圧力は、標準大気圧の８倍であり、従って、高圧ピストンの駆動力は、５０×８＝４００キログラム重である。第２ガス貯蔵装置ｂ及び第３ガス貯蔵装置ｃの各々の圧力は、標準大気圧の２倍であり、第１低圧ピストン６及び第２低圧ピストン７の各々の面積は、２８平方センチメートルであり、従って、第１低圧ピストン６及び第２低圧ピストン７によって発生される駆動力は、２８×２＋２８×２＝１１２キログラム重である。高圧ピストン２が、第１低圧ピストン６及び第２低圧ピストン７を押す場合、４００キログラム重の駆動力が、１１２キログラム重の駆動力に対抗し、且つ駆動力間の差は２８８キログラム重である。高圧ピストン２がピストン接続部品３に完全に当接し、且つ高圧ピストン２及びピストン接続部品３が全体を形成する場合、高圧ピストン２及びピストン接続部品３によって形成された全体の両端部は共に、外部環境と連結し、高圧ピストン２及びピストン接続部品３によって形成された全体の両端部表面の寸法は等しく、且つ外部環境の圧力は標準大気圧と同じであり、それ故に、高圧ピストン２及びピストン接続部品３によって形成される全体の両端部の圧力は等しく、且つ高圧ピストン２及びピストン接続部品３を移動させる際の空気抵抗はゼロであり、ピストンシリンダスリーブ１と、高圧ピストン２及びピストン接続部品３によって形成される全体との間の摩擦抵抗だけが存在し、且つその摩擦抵抗は、約２キログラム重である。第１低圧ピストン６が高圧ピストン２及びピストン接続部品３をリセットする場合、５６キログラム重の駆動力が２キログラム重の駆動力に対抗し、且つ駆動力間の差は５４キログラム重である。係止／押圧用接続シリンダ４及びピストン接続部品３が一緒に係止される場合、係止／押圧用接続シリンダ４及びピストン接続部品３によって形成されるアセンブリの両端部表面の面積は、共に５０平方センチメートルであり、且つこのアセンブリの両端部表面での圧力は、共に標準大気圧の８倍であり、従って、係止／押圧用接続シリンダ４及びピストン接続部品３に対する空気抵抗はゼロであり、ピストン接続部品３が移動する場合、ピストン接続部品３とピストンシリンダスリーブ１との間の摩擦抵抗だけが存在し、且つその摩擦抵抗は、約２キログラム重である。第２低圧ピストン７が、係止／押圧用接続シリンダ４及びピストン接続部品３を押してピストンシリンダスリーブ１の中に移動させる場合、５６キログラム重の駆動力が２キログラム重の駆動力に対抗し、且つ駆動力間の差は５４キログラム重である。それ故に、空気モーターの駆動力間の差は一定であり、このことによって、空気モーター上に取り付けられた可逆な駆動輪は、連続的に動作することが可能になる。
【００５５】
本願によって提供される空気モーターは、上で詳細に説明される。本願の原理及び実施形態は、本明細書で具体例によって例示される。上記の例の説明は、本願の方法及び趣旨の理解を助けるだけのために意図されている。本願の原理から外れることなく、本願に対していくつかの改良及び変更がなされ、且つこれらの改良及び変更が、請求項によって定義される本願の範囲に入るとみなされることは、当業者には留意されるべきことである。
【符号の説明】
【００５６】
１  ピストンシリンダスリーブ
２  高圧ピストン
３  ピストン接続部品
４  係止／押圧用接続シリンダ
５  可逆な駆動輪
６  第１低圧ピストン
７  第２低圧ピストン
８  レバー
９  調整棒
１０  係止装置
１１  入口バルブ
１２  出口バルブ
ａ  第１ガス貯蔵装置
ｂ  第２ガス貯蔵装置
ｃ  第３ガス貯蔵装置
ｄ  第４ガス貯蔵装置
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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