【手続補正書】
【提出日】平成23年10月22日(2011.10.22)
【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】
主に内燃機関とヒートポンプのそれぞれの主要構成部品の一部で構成され、前記主要構成部品の一部が、シリンダー、ピストン、コンロッド、クランク、  回転軸、はずみ車、ポンプ、排気孔、冷媒、吸熱ファン、空気冷媒熱交換器、膨張弁であり、更に該ポンプで稼動する冷媒噴射装置を設け、シリンダー内に冷媒をタイミング制御器で制御して噴射するよう配置し、シリンダー内をピストンが往復運動出来るよう配置し、該ピストンにコンロッド、クランク、回転軸、はずみ車を設け、該往復運動を回転運動に変換出来るよう配置し、シリンダーに設けた排気孔にパイプを設け、該パイプの先端に膨張弁を設け、該膨張弁を冷媒室内に差込み、該空気冷媒熱交換器にモーターで吸熱ファンを駆動して外気を当てるよう配置し、該冷媒が前記空気冷媒熱交換器、ポンプ、冷媒噴射装置、シリンダー、膨張弁、冷媒室を順に循環するようパイプを付設して配置し、該回転軸から回転エネルギーを出力するよう配置したことを特徴とする冷媒により作動するエンジン。
【請求項２】
回転軸に更に発電機を設けたことを特徴とする請求項１に記載の冷媒により作動するエンジン。
【請求項３】
シリンダーと膨張弁の間に、更にエネルギー生成装置を設け、該エネルギー生成装置で生成したエネルギーを、吸熱ファンとポンプの少なくとも一方を作動させるエネルギーの一部とすることを特徴とした請求項１又は２に記載の冷媒により作動するエンジン。
【請求項４】
エネルギー生成装置がタービン発電機であり、電気エネルギーを生成することを特徴とした請求項３に記載の冷媒により作動するエンジン。
【請求項５】
エネルギー生成装置がタービンであり、生成した回転エネルギーを生成するものであることを特徴とした請求項３に記載の冷媒により作動するエンジン。
【請求項６】
エネルギー生成装置が、温度差発電装置であり、電気エネルギーを生成するものであることを特徴とした請求項３に記載の冷媒により作動するエンジン。
【請求項７】
エネルギー生成装置が、熱交換器であり、熱エネルギーを生成するものであることを特徴とした請求項３に記載の冷媒により作動するエンジン。
【請求項８】
更に逆流防止弁を、冷媒が循環する回路内に少なくとも一箇所以上設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の冷媒により作動するエンジン。
【請求項９】
シリンダーに空気取入口を、冷媒室に空気排出管をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の冷媒により作動するエンジン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】冷媒により作動するエンジン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に内燃機関とヒートポンプの主要構成部品により構成され、ガソリン、軽油などの燃料の代わりに冷媒により作動するエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、キリマンジャロ山の雪解け、氷河の縮小、ハリケーンの大型化など地球温暖化と見られる現象が全世界至るところで見られるようになってきているが、これらの原因は、産業革命時に石炭を多用して以来継続的に排出し続けてきた二酸化炭素がもたらす温暖化によるものと考えられており、元米副大統領アル・ゴア氏の著した「不都合な真実」に詳しく述べられている。
【０００３】
こうした中、１９９７年に温暖化防止のための国際会議で二酸化炭素などの温暖化ガスの削減を決めた京都議定書以来、全世界で二酸化炭素の排出削減に向けた努力がなされている。
【０００４】
特に原油・天然ガスなどの化石燃料からの脱却をすべく、太陽光・太陽熱を新エネルギー源として有効活用するための技術開発が盛んに行われている。
【０００５】
【非特許文献１】「不都合な真実」アル・ゴア氏著（２００７年１月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のガソリン、軽油、重油等の化石燃料を自動車等の燃料として使用すると大量の二酸化炭素を排出することで地球温暖化が促進され地球規模で大きな異変が生じており、二酸化炭素を排出しない新エネルギー源に対応した新エンジンが求められている。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、本発明は、上記目的を達成させるためになされたもので、これまでに存在しなかったものである。
【０００９】
本発明は、主に内燃機関とヒートポンプのそれぞれの主要構成部品の一部で構成され、シリンダー、ピストン、コンロッド、クランク、回転軸、はずみ車、ポンプ、排気孔、冷媒、吸熱ファン、空気冷媒熱交換器、膨張弁であり、更にポンプで稼動する冷媒噴射装置を設け、シリンダー内に冷媒をタイミング制御器で制御して噴射するよう配置し、シリンダー内をピストンが往復運動出来るよう配置し、該ピストンにコンロッド、クランク、回転軸、はずみ車を設け該往復運動を回転運動に変換出来るよう配置し、シリンダーに設けた排気孔にパイプを設け、該パイプの先端に膨張弁を設け、該膨張弁を冷媒室内に差込み、該空気冷媒熱交換器にモーターで吸熱ファンを駆動して外気を当てるよう配置し、該冷媒が前記空気冷媒熱交換器、ポンプ、冷媒噴射装置、シリンダー、膨張弁、冷媒室を順に循環するようパイプを付設配置し、該回転軸から回転エネルギーを出力するよう配置することを特徴とする。
【００１０】
このように本発明は、内燃機関とヒートポンプのそれぞれの主要構成要素を組み合わせることにより、自然に優しい高効率のエンジンを提供出来るものである。
【００１１】
また、第２の課題解決手段は、請求項１に記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、回転軸に更に発電機を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、第３の課題解決手段は、請求項１又は２に記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、シリンダーと膨張弁の間に、更にエネルギー生成装置を設け、吸熱ファンとポンプの少なくとも一方を作動させるエネルギーの一部とすることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の課題解決手段は、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、エネルギー生成装置がタービン発電機であり、該タービン発電機で電気エネルギーを生成することを特徴とする。
【００１４】
また、第５の課題解決手段は、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、エネルギー生成装置がタービンであり、該タービンで回転エネルギーを生成することを特徴とする。
【００１５】
また、第６の課題解決手段は、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、エネルギー生成装置が温度差発電装置であり、電気エネルギーを生成するものであることを特徴とする。
【００１６】
また、第７の課題解決手段は、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、エネルギー生成装置が熱交換器であり、熱エネルギーを生成するものであることを特徴とする。
【００１７】
また、第８の課題解決手段は、請求項１乃至７のいずれかに記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、更に逆流防止弁を、冷媒が循環する回路内に少なくとも一箇所以上設けたことを特徴とする。
【００１８】
また、第９の課題解決手段は、請求項１乃至８のいずれかに記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、シリンダーに空気取入口を、冷媒室に空気排出管をそれぞれ設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、本発明は、主に空気熱などの太陽由来の自然エネルギーを利用していることから爆発を伴わないため低粛性があり二酸化炭素を排出することなく稼動出来、地球環境に優しく、従来の化石燃料からの脱却が図られ、新エネルギーに対応した新エンジンとして使用出来るため、これ以上の地球環境の破壊を食い止めることが出来ると考えられる。
【００２０】
なお、本発明は、自動車エンジンとヒートポンプの主要構成部品を使ったもので成り立っており、高効率を併せ持ったエンジンが実現出来、これはレシプロエンジン、ジーゼルエンジンばかりでなくロータリーエンジン、スターリングエンジンにも応用可能である。
【００２１】
請求項２に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、請求項１に記載の冷媒により作動するエンジンによって生成される回転エネルギーによって電力を得ることが出来るため、その利用範囲を大きく広げることが出来る。
【００２２】
請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、新たにシリンダーと膨張弁の間に、更にエネルギー生成装置を設けた発明であり、ピストンを押し下げた後の冷媒の高温高圧ガスの持つエネルギーを無駄なく利用出来る。
【００２３】
また、このエネルギーを吸熱ファンとポンプの少なくとも一方を作動させるエネルギーの一部として使用出来るのでより一層無駄のないエンジンを実現出来る。
【００２４】
請求項４に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、前記エネルギー生成装置について、好ましくはタービン発電機により電気エネルギーを生成させることが出来、管理が簡単でかつ無駄がない。
【００２５】
請求項５に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、前記エネルギー生成装置について、好ましくはタービンにより回転エネルギーを生成させて使用できるので、この場合にも無駄のないエンジンを実現出来る。
【００２６】
請求項６に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、前記エネルギー生成装置について、好ましくは、温度差発電装置であり、電気エネルギーを生成するものであるので、熱電素子、スターリングエンジンなど広範囲の温度差発電装置を利用出来る。
【００２７】
請求項７に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、前記エネルギー生成装置について、好ましくは、熱交換器であり、熱エネルギーを生成するものであるので、より効率的な使い方が出来る。
【００２８】
請求項８に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、更に逆流防止弁を、冷媒が循環する回路内に少なくとも一箇所以上設けることによって、高圧による逆流を完全に防げることから、効率の良いエンジンを実現出来る。
【００２９】
請求項９に記載の冷媒により作動するエンジンによれば、エンジンのシリンダーに空気取入口を、また、冷媒室に空気排出管をそれぞれ設けたエンジンの場合には、空気の圧縮による圧縮熱と圧力も利用することが出来るため、より効率的なエンジンが実現出来る。
【００３０】
なお、この場合において、冷媒と空気が一時的には混ざり合うことはあっても、冷媒と空気の混合気体を膨張弁で膨張させた時には、空気は液体とならないが、冷媒は液体になることから自動的に分離されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明するが、本発明は下記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて変更して実施出来るものである。
【００３２】
図１〜図３において、シリンダーは１、ピストンは２、コンロッドは３、クランクは４、回転軸は５、はずみ車は６、ポンプは７、冷媒噴射装置は８、冷媒は９、吸熱ファンは１０、空気冷媒熱交換器は１１、膨張弁は１２、排気孔は１３、パイプは１４、タービン発電機１５、冷媒室は１６、空気取入口は１７、空気排出管は１８、逆流防止弁は１９、モーターは２０、インバーターは２１、は２２、発電機は２３、電線は２４である。
【００３３】
ただし、図において、電線２４、商用電力電線２２は通常２本であるが、簡単のため１本線で示した。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、上記課題を解決するための、請求項１の発明にかかる概略図である。
【００３５】
上述のように、本発明は、主に内燃機関とヒートポンプのそれぞれの主要部品の一部から構成されるものである。
【００３６】
内燃機関の主要構成部品の一部であるシリンダー１、ピストン２、コンロッド３、クランク４、回転軸５、はずみ車６、ポンプ７、排気孔１３であり、ヒートポンプの主要構成部品の一部が、冷媒９、吸熱ファン１０、空気冷媒熱交換器１１、膨張弁１２であるが、更にポンプ７により稼動する冷媒噴射装置８を設け、該冷媒噴射装置８をシリンダー１内に冷媒９をタイミング制御器で制御して噴射するよう配置し、シリンダー１内をピストン２が往復運動出来るよう配置し、該ピストン２にコンロッド３、クランク４、回転軸５、はずみ車６を設け該往復運動を回転運動に変換出来るよう配置し、シリンダー１に設けた排気孔１３にパイプ１４を設け、該パイプ１４の先端に膨張弁１２を設け、該膨張弁１２を冷媒室１６内に差込み、該空気冷媒熱交換器１１にモーター２０で吸熱ファン１０を駆動して外気を当てるよう配置し、該冷媒９が前記空気冷媒熱交換器１１、ポンプ７、冷媒噴射装置８、シリンダー１、膨張弁１２、冷媒室１６を順に循環するようパイプ１４を配置し、該回転軸５から回転エネルギーを出力するよう配置する。
【００３７】
まず、シリンダー１内のピストン２が往復運動の過程で下がっている時には、冷媒９ガスはシリンダー１とピストン２で作る空間にあり、ピストン２に連結されているコンロッド３によりクランク４が下方に位置している。
【００３８】
この状態で、はずみ車６の回転の慣性力で回転軸５に固定されているはずみ車６が回転しようとすると連結されているコンロッド３によりピストン２が押し上げられて上死点に達した状態で、シリンダー１内はある程高温高圧状態となり、それに伴ってクランク４、回転軸５、はずみ車６は半回転することになる。
【００３９】
この時に冷媒室１６の冷媒９が空気冷媒熱交換機１１で外気熱を取り入れ蒸発あるいはそれに近い状態でポンプ７を通り更に高圧状態となって冷媒噴射装置８からシリンダー１内に噴射されると、シリンダー１とピストン２で作る圧縮されて狭くなった空間に更に冷媒９が加わるために、冷媒９のうちまだ液体状の冷媒９は液体から気体にガス化するため、更に高温高圧となりピストン２を押し下げるが、この時、ピストン２に連結されたコンロッド３も下に動き、同時にクランク４、回転軸５とはずみ車６も回転をする。
【００４０】
このようにピストン２が下がった段階でもシリンダー１内の冷媒９ガスは依然として高温高圧状態は継続しているが、冷媒９ガスはシリンダー１に設けられた排気孔１３を通り猛烈な勢いで膨張弁１２から冷媒室１６内に放出され、断熱膨張の原理により液化することとなる。
【００４１】
この繰り返しにより、空気熱を集めてそれによって冷媒９の液体と気体の相転移を利用した冷媒９ガス圧力で、シリンダー１内のピストン２の往復運動が回転軸５の回転運動となり回転エネルギーを出力する。
【００４２】
（第２実施形態）
また、好ましくは、請求項２にあるように、請求項１に記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、回転軸５に更に発電機２３を設け、電力を得るようにするのが望ましい。
【００４３】
（第３実施形態）
また、好ましくは、請求項３にあるように、請求項１又は２に記載の冷媒により作動するエンジンのシリンダー１と膨張弁１２の間に、更にエネルギー生成装置２１を設け、生成したエネルギーを吸熱ファン１０とポンプ７の少なくとも一方を作動させるエネルギーの一部とするのが望ましい。
【００４４】
（第４実施形態）
また、好ましくは、請求項４にあるように、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンの該エネルギー生成装置２１をタービン発電機１５とし、該タービン発電機１５で電気エネルギーを生成するのが望ましい。
【００４５】
（第５実施形態）
また、好ましくは、請求項５にあるように、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンの該エネルギー生成装置２１をタービンとし、生成した回転エネルギーを、吸熱ファン１０とポンプ７の少なくとも一方を作動させるエネルギーの一部とするのが望ましい。
【００４６】
（第６実施形態）
また、好ましくは、請求項６にあるように、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンの該エネルギー生成装置２１を温度差発電装置とし、電気エネルギーを生成するものであることが望ましい。
【００４７】
（第７実施形態）
また、好ましくは、請求項７にあるように、請求項３に記載の冷媒により作動するエンジンの該エネルギー生成装置２１を熱交換器とし、熱エネルギーを生成するものであることが望ましい。
【００４８】
（第８実施形態）
また、好ましくは、請求項８にあるように、請求項１乃至７のいずれかに記載の冷媒により作動するエンジンに逆流防止弁１９を、冷媒９が循環する回路内に少なくとも一箇所以上設けるのが望ましい。
【００４９】
（第９実施形態）
また、好ましくは、請求項９にあるように、請求項１乃至８のいずれかに記載の冷媒により作動するエンジンにおいて、シリンダー１に空気取入口１７を、冷媒室１６に空気排出管１８をそれぞれ設けるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態を示した概略断面図である。
【図２】本発明の第３実施形態を示した概略断面図である。
【図３】本発明の第９実施形態を示した概略断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ シリンダー
２ ピストン
３ コンロッド
４ クランク
５ 回転軸
６ はずみ車
７ ポンプ
８ 冷媒噴射装置
９ 冷媒
１０ 吸熱ファン
１１ 空気冷媒熱交換器
１２ 膨張弁
１３ 排気孔
１４ パイプ
１５ タービン発電機
１６ 冷媒室
１７ 空気取入口
１８ 空気排出管
１９ 逆流防止弁
２０ モーター
２１ インバーター
２２ 商用電力電線
２３ 発電機
２４ 電線