• 締切済み

2段膨張式内燃機関の特許名

 何年も前の自動車雑誌(うろ覚えですが、おそらくモーターファン)で、僅かに触れられていたアイディアに関してですが、そのアイディアが何という名称で特許(或いは実用新案等)に登録されいるのか御教え願います。(その雑誌の記事では、特許等に申請済みである様にも取れる書き方がされていたと、記憶しています)  そのアイディアとは、4サイクルのレプシロ式内燃エンジン(オットーかディーゼルかは問わず)に関する以下の様なものです。  各気筒毎のクランク室に仕切りを設けると、ピストンの下降行程においては、燃焼室容積は増加し、クランク室容積は減少します。  逆に、上昇行程においては、燃焼室容積は減少し、クランク室容積は増加します。 4サイクル機関は2回転に1回しか燃焼しないため、燃焼室から排気が行われるのも、2回転に1回です。(720°で1周期)  偶数気筒を持つレプシロエンジンにおいて、各気筒を2つ1組とし、対になっている気筒の位相が、互いに360°(丁度1回転)ずれている様にしますと、1回転毎に、対になっている気筒の内の、どちらか一方から排気が行われる事になります。  一方、クランク室容積は、360°周期で増減して、且つ、その位相は燃焼室容積の変化とは逆位相となっているため、1つの燃焼室から排気が行われる際には、2つのクランク室において、容積が増加している事になります。  そのため、クランク室容積の増加量は、排気行程が行われている燃焼室容積の減少量の、2倍近くになります。(ピストンロッドが占める空間の体積の分だけ、クランク室容積は目減りしますが)  そこで、クランク室の気密性を確保した上で、対となっている気筒同士のクランク室の空間を繋ぎ、そこへ燃焼室排気を導けば、高い圧力を持つ燃焼室排気を、機関内で更に膨張させる事になり、燃焼室排気の持つ圧力の一部がピストンを押し上げる力として利用され、圧縮比よりも膨張比を大きくする事が出来るため、熱効率の向上が期待出来る、というものです。  同様に、圧縮比よりも膨張比の方を大きくする事で熱効率の向上を図っている機関には、ミラーサイクルエンジンがありますが、ミラーサイクルは吸気量を減らす事で膨張比を大きくしているため、通常のレプシロエンジンと比べて、排気量あたりの出力が低下します。  これに対し、上記の方式では、燃焼済みのガスの更なる膨張を、従来は使用されていなかった空間で行っているため、排気量あたりの吸気量を減らす必要がありません。  この様なアイデアは、何という名称で、特許として登録されているのかを知りたいと思います。  「クランク室を使用したレプシロ2段膨張式4サイクル内燃機関」とでもいうのでしょうか?  又、出来ればどの様な方が、いつごろ申請したものなのという事も、御教え頂ければ幸いです。  尚、添付画像の図は、回答者の皆様に、上記のアイディアがどの様なものであるのかを御理解して頂く際の一助になる事を期待して、私が描いたものに過ぎず、どこかに掲載されていた図では御座いません。  あくまで、概念を解り易くする為のものですので、各部の寸法や構造等は、何らかの計算に基づいたものでは御座いませんし、2段階目の膨張が行われる空間も、クランク室とは別の空間となっていたり、吸・排気口を結ぶ直線を引いた場合、その直線の向きが、燃焼室上部から見てクランクシャフトの軸に平行な方向となっていたり、各気筒の位相の関係が、現実の4気筒エンジンの振動対策に反するものとなっています。

みんなの回答

  • ts3m-ickw
  • ベストアンサー率43% (1248/2897)
回答No.1

ざっと見たかぎりですが、以下の公開公報は類似内容と思われますよ。 他にもあるようですが特許電子図書館などで明細書を見てみてください。 特開2008-019854 内燃機関 特開2006-097692 分割式4ストロークサイクル内燃機関 特開2001-227368 ピストン形内燃機関 特開平05-156954 連続燃焼式容積形内燃機関 特表2002-506949 高出力密度ディーゼルエンジン 特表2001-520716 フローティング・ピストン及びピストン-バルブ・エンジン

kagakusuki
質問者

お礼

 御回答頂き有難う御座います。  確認した処、残念ながら、御教え頂いた中には、類似内容のものは御座いませんでした。  質問で述べたアイディアは、3番目に御教え頂いた「特開2001-227368 ピストン形内燃機関」と目的を同じとするものではありますが、目的を達するための方法が全く異なっています。  「特開2001-227368 ピストン形内燃機関」では、圧縮比より大きい所望の膨張比を得るために、2段階目の膨張を行うための専用のシリンダーを別個に設けているために、エンジンのサイズが、非常に大きなものとなります。  これに対して、質問で述べたアイディアは、圧縮比より大きい所望の膨張比を得るために、位相が360度ずれたシリンダーを2つ1組とした上で、燃焼を行うシリンダーと同一のシリンダーのクランク室側のスペースを、2段階目の膨張を行うために活用する事で、デッドスペースが少ないまま、大きな膨張比を実現させているところに特徴があります。(実際には、往復運動を回転運動に変換する際に、クロスヘッド機構等の、クランク機構よりも大きなスペースを必要とする機構を使わねばならないため、必ずしも小型化出来る訳ではありません)  それ以外の御教え頂いた特許は、レプシロエンジンに関するものという以外には、特に共通性は無い様に思えました。

関連するQ&A

  • ディーゼルエンジンの2サイクルと4サイクルの原理が

    ディーゼルエンジンの2サイクルと4サイクルの原理がわかりません。どういう構造にすると、2サイクルや4サイクルになるのですか?ピストンが2個2気筒?4個4気筒?で起きるんですか? 2サイクルなら、クランク軸1回転で吸気圧縮膨張排気1サイクル行い、 4サイクルなら、クランク軸2回転で吸気圧縮膨張排気1サイクル行うそうです。 これってピストンやバルブやインジェクションノズルをどう設計すると、2サイクルや4サイクルにする事ができるんですか?マンガ見たんですが、クランクがクルクル回って確かに1回転で全行程、2回転で全行程やってるのみます。しかし、そのようにさせるためにどのような設計したらなるのかわかりません。ピストンの数?断面のマンガではピストン1つですよね、、、 http://crown.kt.fc2.com/enjinehowto.htm

  • 圧縮比、、燃焼室容積の求め方

    圧縮比の「(排気量+燃焼室容積)÷燃焼室容積」の計算式で圧縮比が出る意味はわかります。 燃焼室容積の出し方をおしえてください。 仮に排気量900、燃焼室容積をxとして、圧縮比が10だとしたら、 (900+x)÷x=10 ➡(900+x)=10x ➡900=9x x=100 燃焼室容積は100cm3 と計算できます。 式の移項からじゃなくて、 燃焼室容積の公式はあるのなら教えていただきたい。お願いします。

  • ガソリンの膨張率の式の求め方

    内容量200Lのドラムに10%の空間を残してガソリンを入れ密栓した。温度が50度上昇した時のドラムの空間容積として、答えが膨張7.9Lとなります。 ガソリンの体膨張率は1.35x10-3です。 解き方を教えていただけます様お願い致します。

  • リショルムまたはトロコイドを使った内燃機関

    容積型の内燃機関でリショルム(スクリュー)またはトロコイドのような容積変化を利用したものは現時点で存在するでしょうか?容積型の内燃機関として連続燃焼をするものという意味です。 速度型ではガスタービンのように連続燃焼で圧縮・燃焼・膨張が連続的に行われる機関があるのですが、容積型の機関ではこのようなものが見当たりません。そこで、リショルムやトロコイドやルーツブロワーやベーンロータリーなどのような容積型で連続的に動作流体を移動させる機構を用いて動作する機関ができないか、もしくはすでに存在していないかということが気になりまして質問いたします。 ここで容積型にこだわる理由は速度型の機関では運転速度の変化によってその効率が非常に大きく変化してしまい、ある程度以上の運転速度変化のカバーが実質上困難であるのに対して、容積型機関ではその範囲がはるかに広くなる可能性があるかと思われるからです。動作流体の速度エネルギーではなく圧力という保持可能なエネルギーを連続的に(レシプロのように回転の半分はエネルギーを生まないというのではなく)大きなトルク変動無く供給できるかと思われるのですが、私が知る限りそのようなものは無いと思われます。 確かに連続燃焼をするとなると、機関内部に接触面があり、気密を保ちながら摺動などの動作を行うのがかなり困難であることはわかるのですが、連続的にエネルギーを取り出せるため、最終的に排出する際の排ガスに残るエネルギーを非常に小さくできる可能性があるかと思います。燃焼温度を下げる(熱効率的にはマイナスですが)としても、排気の温度が十分に低い状態になるまで利用すれば、高効率な内燃機関が実現で要るように思えますし、ヴァンケルロータリーなどの技術を使えばできないことも無いかと思えるので質問させていただきました。 このような問題の有識者の方の回答を期待いたします。

  • プリウスのエンジンについて

    プリウスは熱効率最優先でアトキンソンサイクルを使用していますが、そもそも1800ccで98馬力/5200rpmしか出ないのなら、1350ccのオットーサイクルで同じ回転数で同じ馬力が出せます。オットーサイクルなら6000回転ぐらいは簡単に回せてさらに1割排気量が減らせて1200ccの3気筒になります。 アトキンソンサイクルで膨張比を大きく取って熱効率を上げているのはわかりますが、1200ccにすれば3気筒になって一気筒減らせます。気筒数が4⇒3になるという事は同じ回転数でも内部抵抗的には回転数が3/4になったのと同じでかなり内部抵抗が減らせます。一気筒減れば当然軽くなるし製作費も安くなります。日本では1500ccを下回れば税金も安くなります。ヨーロッパの場合は1400ccとか1200ccを下回ればさらにメリットがあります。だからゴルフは1.2TSIとか1.4とか細かく分けて作ります。だからホンダのインサイトは普通に1300ccなのだろうと思います。 そもそも圧縮比を上げたりCooled EGRを入れたりするのは低負荷域での実効圧縮比を上げて熱効率を上げるためですが、プリウスは低負荷の時はエンジンを止めてしまうので低負荷を気にする必要はありません。CooledEGRには高負荷時に燃焼最高温度を抑えてNOXを抑制する効果はありますが。 と考えてくると、プリウスのエンジンなんてわざわざここまで大きな排気量でアトキンソンサイクルにする必要なんてなかったように思いますが、わざわざ一気筒増やしてますアトキンソンサイクルにする必要性があったのでしょうか? 1200CC、3気筒のエンジンと比べて4気筒で1800ccのアトキンソンサイクルは実際にどれだけのメリットがあるのでしょうか?

  • 理想空燃費における燃料消費量の求め方

    理想空燃費14.7(空気)対1(ガソリン)の状況下におけるガソリンの消費量を液体における容積としての求め方を教えてください。 または、ガソリンの気化時における容積の膨張比率を教えてください。 具体的には4気筒2000ccのエンジンで1気筒あたり1サイクルのガソリン消費量を求める方法が知りたいのです。 よろしくお願いいたします。

  • 4サイクルエンジン

     4サイクルエンジンの吸入-圧縮-燃焼-排気の工程のピストン・クランク・バルブなどの動きは本で見たことがありますが、いまいちイメージがわきません。  そこで4工程を動画などで連続的にみれるサイトがあれば教えてください。CGでもよいです。  よろしくお願いします。

  • エンジンの圧縮比の計算

    1600cc 4気筒のレシプロエンジンで圧縮比8.0の 1気筒あたりの燃焼室容積の求め方教えてください。

  • 内燃機関の種類とポンプの種類で質問です。

    内燃機関の種類とポンプの種類で質問です。 内燃機関の種類は内①容積型と内②速度型に分けられます。 内①容積型はシリンダを使うやつで、ピストン往復運動→クランク軸で回転運動に変えます。オットーサイクルのガソリン機関やディーゼル機関があります。 内②速度型はそのまま回転に伝えるガスタービンやロータリーエンジンがあります。 ポンプの種類はポ①ターボ型とポ②容積型とポ③特殊型があります。 ポ①は遠心渦巻型、軸流型、斜流型になります。 ポ②は往復型、回転型があるそうです。往復型はプランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ、回転型は一軸編心ローターポンプ、ギヤポンプがあるそうです。 ポ③は省略しておきます ここで、内燃機関は容積型(往復型)、速度型(回転型)と大分別されています。 ポンプは容積型の中に往復型と回転型があります。 これはなぜ? 内燃機関も容積型の中に往復型、速度型=回転型とすべきでは? 機能や構造にそんなに違いってありますか?なんだが頭がこんがらがってきてしまいます。だいたい、速度型ってなんですか?往復型だって速度型では?

  • ガソリンエンジンが繰り返す4行程について

    4サイクルガソリンエンジンの4行程(吸入→圧縮→燃焼・膨張→排気)はボイル・シャルルの法則からなんとなく理解したのですが、実際に車のエンジンを起動させてから、どういった初動・原理で行程に入りピストンが動きだすのかわかりません。教えて下さい。

専門家に質問してみよう