JP7699896B2 - engine - Google Patents
engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP7699896B2 JP7699896B2 JP2021130734A JP2021130734A JP7699896B2 JP 7699896 B2 JP7699896 B2 JP 7699896B2 JP 2021130734 A JP2021130734 A JP 2021130734A JP 2021130734 A JP2021130734 A JP 2021130734A JP 7699896 B2 JP7699896 B2 JP 7699896B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wall portion
- opening
- closing
- introduction openings
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、給気機構によりピストン機構のシリンダー内に空気を圧送して燃料と衝突燃焼または圧縮燃焼させこの燃焼圧を動力として取得するエンジンに関するものである。 The present invention relates to an engine in which air is pressure-fed into a cylinder of a piston mechanism by an air intake mechanism, and the air and fuel are subjected to collision combustion or compression combustion to obtain the resulting combustion pressure as power.
従来、様々なエンジンが開発されてきているが、給気機構によりピストン機構のシリンダー内に空気を圧送導入して燃料と衝突燃焼または圧縮燃焼させて出力を高めることができるとともに、この圧送空気の圧力を高めてもその導入と遮断とをスムーズに行うことができ効率性の高い構造のエンジンは未だ開発されていない。 Although various engines have been developed in the past, an engine with a highly efficient structure has not yet been developed that can increase output by pressurizing and introducing air into the cylinder of a piston mechanism using an air intake mechanism, causing collision combustion or compression combustion with fuel, and that can smoothly introduce and cut off the compressed air even when the pressure of the compressed air is increased.
本発明は、このような現状に鑑み、前記課題を解決し実現したもので、給気機構によりピストン機構のシリンダー内に空気を圧送導入して燃料と衝突燃焼または圧縮燃焼させて出力を高めることができるとともに、この圧送空気の圧力を高めてもその導入と遮断とをスムーズに行うことができ効率性の高い構造のエンジンを提供することを目的としている。 In light of the current situation, the present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide an engine with a highly efficient structure that can increase output by pressurizing and introducing air into the cylinder of the piston mechanism using an air intake mechanism, causing collision combustion or compression combustion with fuel, and that can smoothly introduce and cut off the compressed air even when the pressure of the compressed air is increased.
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。 The gist of the present invention will be explained with reference to the attached drawings.
ピストン機構のシリンダー1内に圧送導入される空気と燃料とを衝突燃焼またはピストン2により圧縮燃焼させてその力を動力とし伝達させるエンジンであって、圧送される空気を前記シリンダー1内に圧送導入する圧送空気導入部3に、多数の導入開口部4と、この導入開口部4を圧送導入時には一斉に開口した開口状態とし燃焼時にはすべて閉塞した閉塞状態とする開閉自在な開閉部5とからなる開口閉塞切替え機構6が設けられていて、この開口閉塞切替え機構6は、多数の前記導入開口部4が設けられている外側壁部7と、この外側壁部7の多数の前記導入開口部4と連通状態となる位置に多数の前記導入開口部4が設けられている内側壁部8との間に、前記開閉部5としての開閉用可動壁部5が可動自在に設けられていて、この開閉用可動壁部5には、連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部4と連通状態となる位置に多数の開閉用導入開口部9が設けられていて、この開閉用可動壁部5が可動することで多数の前記開閉用導入開口部9が、連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4の双方それぞれの多数の前記導入開口部4と位置ずれてこの双方それぞれの多数の前記導入開口部4を一斉に閉塞する閉塞状態となり、且つ前記開閉用可動壁部5が可動するとともに前記外側壁部7または内側壁部8に接近する方向に移動することで、前記開閉用可動壁部5が前記外側壁部7または前記内側壁部8に圧接する圧接状態となって圧接閉塞状態となり、この圧接閉塞状態から前記開口状態に切り替える際には、前記開閉用可動壁部5を離反方向に移動することで、この開閉用可動壁部5と前記外側壁部7または前記内側壁部8との前記圧接状態が解除されるとともに、この開閉用可動壁部5を可動することで多数の前記開閉用導入開口部9が、連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部4と連通状態となり前記開口状態となる構成に設けられていることを特徴とするエンジンに係るものである。
An engine in which air and fuel are compressed and introduced into a
また前記開口閉塞切替え機構6は、前記圧送空気導入部3のシリンダー連通開口部10を覆う囲み部11に設けられている前記外側壁部7と、この内側に間隔をおいて設けられている前記内側壁部8と、この外側壁部7と内側壁部8との間に、前記開閉部5としての前記開閉用可動壁部5がその間で回動自在にして前記外側壁部7または前記内側壁部8へ接近離反移動自在に設けられていて、この開閉用可動壁部5には、連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と多数の前記内側壁部8の前記導入開口部4との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部4と連通状態となり前記開口状態となる多数の前記開閉用導入開口部9と、回動することでこの多数の開閉用導入開口部9が位置ずれて、連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部4を一斉に閉塞した前記閉塞状態とする閉塞部12とが設けられていて、
この開閉用可動壁部5が回動することで多数の前記開閉用導入開口部9が、連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4の双方それぞれの多数の前記導入開口部4と位置ずれてこの双方それぞれの多数の前記導入開口部4を一斉に閉塞する前記閉塞状態となり、
且つ前記開閉用可動壁部5が回動するとともに前記外側壁部7または前記内側壁部8に接近する方向に移動することで、前記開閉用可動壁部5が前記外側壁部7または前記内側壁部8に圧接する前記圧接状態となって前記圧接閉塞状態となり、
この圧接閉塞状態から前記開口状態に切り替える際には、前記開閉用可動壁部5を離反方向に移動することで、この開閉用可動壁部5と前記外側壁部7または前記内側壁部8との前記圧接状態が解除されるとともに、この開閉用可動壁部5を回動することで多数の前記開閉用導入開口部9が、連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部4と連通状態となり前記開口状態となる構成に設けられていることを特徴とする請求項1記載のエンジンに係るものである。
The opening/
When the opening/closing
Furthermore, when the opening /closing
This relates to the engine described in
また前記開口閉塞切替え機構6は、前記圧送空気導入部3の前記シリンダー連通開口部10を覆う前記囲み部11の周面壁部または上面部に設けられている前記外側壁部7と、この内側に間隔に設けられている前記内側壁部8と、この外側壁部7と内側壁部8との間に、前記開閉部5としての前記開閉用可動壁部5が水平方向に回動自在にして上下方向に接近離反移動自在に設けられていて、前記外側壁部7および前記内側壁部8に、間隔をおいて多数の前記導入開口部4が外側内側連通状態に設けられていて、前記開閉部5としての前記開閉用可動壁部5には、多数の前記開閉用導入開口部9が前記外側内側連通状態の前記外側壁部7の多数の前記導入開口部4と前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部4と連通状態に設けられているとともに、この連通状態の双方それぞれの多数の前記導入開口部4間でこの開閉用可動壁部5を水平回動することでこの多数の前記導入開口部4を一斉にすべて閉塞する前記閉塞部12とが設けられていることを特徴とする請求項2記載のエンジンに係るものである。
The opening
また前記ピストン2の動きに同期して、前記開閉用可動壁部5を一方向に可動するとともに前記外側壁部7または前記内側壁部8の他方側から一方側に接近移動することで、前記他方側に圧接した前記圧接閉塞状態から前記開口状態、前記一方側に圧接した前記圧接閉塞状態となり、且つ前記開閉用可動壁部5を反対方向に可動するとともに前記外側壁部7または前記内側壁部8の前記一方側から前記他方側に接近移動することで、前記一方側に圧接した前記圧接閉塞状態から前記開口状態、前記他方側に圧接した前記圧接閉塞状態となる構成とされていることを特徴とする請求項1記載のエンジンに係るものである。
The engine according to
また前記ピストン2の動きに同期して、このピストン2の上死点付近で前記圧送空気を前記シリンダー1内に導入給気するために、前記内側壁部8に圧接していて前記圧送空気を遮断しこの圧送空気圧を受ける前記開閉用可動壁部5をこの内側壁部8で受けている前記圧接閉塞状態から、前記開閉用可動壁部5を一方向に可動するとともにこの内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となって前記圧送空気が強制給気されて燃料の噴射により燃焼するように構成されているとともに、この燃焼時には前記開閉用可動壁部5がさらにこの一方向にそのまま可動して前記外側壁部7に接近移動しこの外側壁部7に圧接した前記圧接閉塞状態となることで、この燃焼時の燃焼圧を受ける前記開閉用可動壁部5をこの外側壁部7で受けるように構成されていることを特徴とする請求項4記載のエンジンに係るものである。
The engine according to
また前記圧送空気導入部3に設けられている前記開口閉塞切替え機構6の前記開閉用可動壁部5を前記外側壁部7と前記内側壁部8との間で可動させる開閉用駆動部13と、前記開閉用可動壁部5を前記外側壁部7または前記内側壁部8に接近離反可動させる圧接離反用駆動部14とが備えられていることを特徴とする請求項1記載のエンジンに係るものである。
The engine according to
また前記圧送空気導入部3に設けられている前記開口閉塞切替え機構6の前記外側壁部7を覆うケース部15内に圧送空気を導入しこの外側壁部7および前記内側壁部8の多数の前記導入開口部4および前記開閉用可動壁部5の多数の前記開閉用導入開口部9を介して前記シリンダー1内に空気を圧送させる空気圧送部16が備えられていることを特徴とする請求項1記載のエンジンに係るものである。
The engine according to
また前記空気圧送部16には、前記シリンダー1から燃焼後排気される排気ガスと熱交換して前記圧送空気を加熱する排気ガス熱交換部17が備えられていることを特徴とする請求項7記載のエンジンに係るものである。
The engine according to
本発明は上述のように構成したから、給気機構によりピストン機構のシリンダー内に空気を圧送導入して燃料と衝突燃焼または圧縮燃焼させて出力を高めることができるとともに、この圧送空気の圧力を高めてもその導入と遮断とをスムーズに行うことができ効率性の高い構造のエンジンとなる。 As the present invention is configured as described above, the air intake mechanism can pump air into the cylinder of the piston mechanism and cause it to collide with fuel and burn or be compressed and burned, increasing output. Even if the pressure of this compressed air is increased, it can be smoothly introduced and cut off, resulting in an engine with a highly efficient structure.
本発明の最適な実施形態を図面に基づいて本発明の作用を示し簡単に説明する。 The optimal embodiment of the present invention will be briefly explained below, showing its function based on the drawings.
ピストン機構のシリンダー1内に、圧送給気機構により圧送導入される空気と燃料とが衝突燃焼またはピストン機構のピストン2により圧縮燃焼してその力を動力とし伝達(取得)するエンジンであって、圧送される空気を前記シリンダー1内に圧送導入する圧送給気部としての圧送空気導入部3に、その給気口としての多数の導入開口部4と、この多数の導入開口部4を圧送導入時には一斉に開口した開口状態とし、燃焼時にはすべて閉塞した閉塞状態とする給気弁としての開閉自在な開閉部5とからなる開口閉塞切替え機構6(開閉式圧送給気機構)を設けた構成としている。
This engine has an air intake mechanism in which air and fuel are compressed and introduced into a
この開口閉塞切替え機構6は、前記多数の導入開口部4が設けられている外側壁部7と、この多数の導入開口部4と連通状態となる位置に前記多数の導入開口部4が設けられている内側壁部8との間に、前記開閉部5としての開閉用可動壁部5を可動自在(たとえば回動自在)に設け、この開閉用可動壁部5には、前記外側内側の連通状態の双方の前記多数の導入開口部4と連通状態となる位置に多数の開閉用導入開口部9を設けた構成としている。
This opening/
たとえば、スリット状の多数の給気口(前記多数の開閉用導入開口部9)を設けた円盤状あるいはラッパ状の給気弁(前記開閉用開閉部5)を、同じくスリット状の多数の上部給気口(前記多数の導入開口部4)を設けた外側壁部7と下部給気口(前記多数の導入開口部4)を設けた内側壁部8とに挟まれた位置で回動自在(多数の導入開口部4を開閉自在)にして、上下動自在(圧接閉塞・解除回動自在)に設けた開閉式の圧送給気機構を設けた構成としている。
For example, a disk- or trumpet-shaped air intake valve (the opening/closing opening/closing part 5) with numerous slit-shaped air intake ports (the numerous opening/closing inlet openings 9) is sandwiched between an
この給気弁(開閉部)である開閉用可動壁部5が可動する(たとえば前述のようにこの外側壁部7と内側壁部8との間で回動する)ことで、前記多数の開閉用導入開口部9が外側内側の前記多数の導入開口部4と位置ずれてこの多数の導入開口部4を一斉に閉塞する閉塞状態となり、且つこの開閉用可動壁部5が可動するとともに前記外側壁部7または内側壁部8に接近する方向に移動する(たとえば回動するとともに上下いずれかの方向に移動する)ことで、前記開閉用可動壁部5が前記外側壁部7または前記内側壁部8に圧接する圧接閉塞状態となる構成としている。
When the opening/closing
またこの圧接閉塞状態から開口状態に切り替える際には、前記開閉用可動壁部5を離反方向に移動することで、この開閉用可動壁部5と前記外側壁部7または内側壁部8との前記圧接状態が解除されるとともに、この開閉用可動壁部5を可動する(たとえば回動する)ことで前記前記多数の開閉用導入開口部9が前記連通状態の多数の導入開口部4とこの間で連通状態となり開口状態となる構成としている。
When switching from the closed pressurized state to the open state, the movable opening/
たとえば、前記ピストン2の動きに同期して、圧送空気を強制給気し燃料と衝突燃焼または圧縮燃焼させる燃焼時には、一方向に可動するとともに一方向に接近離反移動させる瞬時の一方向動作により、瞬時に圧送空気の導入が行えるとともに、燃焼時の高い燃焼圧に耐え燃焼気の給気側への逆流を確実に防ぐことができる。
For example, during combustion, when compressed air is forcibly supplied in synchronization with the movement of the
具体的にはたとえば、前記ピストン2の動きに同期して、このピストン2の上死点付近で前記圧送空気を前記シリンダー1内に導入給気するために、前記内側壁部8に圧接していて前記圧送空気を遮断しこの圧送空気圧を受ける前記開閉用可動壁部5をこの内側壁部8で受けている前記圧接閉塞状態から、前記開閉用可動壁部5を一方向に可動するとともにこの内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となって前記圧送空気が強制給気されて燃料の噴射により燃焼するように構成している。
Specifically, for example, in order to introduce and supply the compressed air into the
そして、この燃焼時には前記開閉用可動壁部5がさらにこの一方向にそのまま可動して前記外側壁部7に接近移動しこの外側壁部7に圧接した前記圧接閉塞状態となることで、この燃焼時の燃焼圧を受ける前記開閉用可動壁部5をこの外側壁部7で受けるように構成している。
During combustion , the opening/closing
すなわち、前記圧送空気を前記シリンダー1内に導入する時(圧送給気時)には、前記圧接閉塞状態から前記開閉用可動壁部5を一方向に可動するとともに前記内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となるが、圧接状態から解かれることでこの開口のための可動がスムーズにして容易に行える。そしてさらにこの方向に可動させることで瞬時に再び閉塞できるとともに圧接閉塞状態にできるため燃焼時の燃焼圧にも耐える構成となる。
That is, when the compressed air is introduced into the cylinder 1 (when the compressed air is supplied), the opening/closing
そのため圧接閉塞できる構成でありながら、たとえば駆動力の小さなアクチェーターでも開閉可動させて開口状態に切り替えることができる。また高出力に設計でき排気ガスも綺麗である。 Therefore, even though it has a structure that allows for pressure-fitting closure, it can be opened and closed using an actuator with a small driving force, for example. It can also be designed for high output and produces clean exhaust gases.
また給気遮断時は前記開閉用可動壁部5を反対方向に可動するとともに前記外側壁部7から離反し前記内側壁部8に接近移動することで前記内側壁部8に圧接した前記圧接閉塞状態となり、給気圧(圧送空気圧)に耐え圧送空気がシリンダー1内に漏れ出るのを封止できる。
When the air supply is cut off, the movable opening and closing
このように、たとえばピストン機構のピストン2に同期させて往復可動(たとえば往復回動)することで、連通状態の導入開口部4の間で開閉用導入開口部9を位置ずれさせて、一斉閉塞状態、一斉開口状態、一斉閉塞状態と切り替えることができ、逆方向のこの動作で再び一斉閉塞状態、一斉開口状態、一斉閉塞状態と切り替えることができる。
In this way, for example, by moving back and forth (for example rotating back and forth) in synchronization with the
さらにこの可動に加えて、接近離反方向に移動するため、中間の開閉用可動壁部5は閉塞時には外側壁部7または内側壁部8に圧接し、開口時には離れてこの圧接が解除されるため、一斉圧接閉塞状態、一斉圧接解除開口状態、一斉圧接閉塞状態と小さな力で瞬時に切り替えることができ、給気の導入と遮断並びに給気圧および燃焼圧に耐える圧接閉塞状態による遮断と開口導入とをスムーズにして確実に切り替えすることが実現できる。
In addition to this mobility, since it moves in the approaching and separating directions, the intermediate movable opening and
本発明の具体的な実施例1について図面に基づいて説明する。
A
本実施例では、ピストン機構のシリンダー1内に圧送給気機構により圧送導入される空気と燃料とを衝突燃焼させるとともにこのピストン2により圧縮燃焼させ、点火装置がなくても燃焼できこの燃焼時の力を動力とし伝達させるエンジン(内燃機関)であって、通常の給気弁(吸気口)19とは別の圧送空気強制導入口(本発明の給気口)からシリンダー1内に空気を圧送する圧送給気機構を備えたエンジンに本発明を適用したものである。
In this embodiment, the engine (internal combustion engine) is an engine in which air and fuel are compressed and combusted by a pressure-feed air supply mechanism into
このエンジンには様々な構成を採用可能であるが、本実施例ではシリンダー1内に上下動するピストン2を設け、このピストン2の上下往復動により吸気口19から空気を吸入するとともに、前記圧送給気機構により給気口からも空気を圧送導入供給し、この圧送空気と燃料噴射部21からシリンダー1内に噴射される燃料と衝突燃焼させるとともにこのピストン2で圧縮燃焼してその燃焼時の力をピストン2を介して動力として取得し、燃焼後は排気口20から排気ガスを排気するガソリンエンジンに本発明を適用している。
Various configurations can be adopted for this engine, but in this embodiment, a
本実施例のこの圧送給気機構は、前記圧送空気を前記シリンダー1内に圧送導入する圧送空気導入部3(給気口)に、多数の導入開口部4と、この導入開口部4を圧送導入時には一斉に開口した開口状態とし、燃焼時にはすべて閉塞した閉塞状態とする開閉自在な開閉部5とからなる開口閉塞切替え機構6を設けた構成としている。
The pressurized air supply mechanism of this embodiment is configured so that a number of
本実施例のこの開口閉塞切替え機構6は、多数の前記導入開口部4が設けられている外側壁部7と、この多数の導入開口部4と連通状態となる位置に前記多数の導入開口部4が設けられている内側壁部8との間に、前記開閉部5としての開閉用可動壁部5を可動自在に設け、この開閉用可動壁部5には、前記外側内側の連通状態の双方の多数の前記導入開口部4と連通状態となる位置に多数の開閉用導入開口部9を設けた構成として、この開閉用可動壁部5が可動することで多数の前記開閉用導入開口部9が多数の前記導入開口部4と位置ずれてこの多数の導入開口部4を一斉に閉塞する閉塞状態となり、且つこの開閉用可動壁部5が可動するとともに前記外側壁部7または内側壁部8に接近する方向に移動することで、前記開閉用可動壁部5が前記外側壁部7または前記内側壁部8に圧接する圧接閉塞状態となり、この圧接閉塞状態から開口状態に切り替える際には、前記開閉用可動壁部5を離反方向に移動することで、この開閉用可動壁部5と前記外側壁部7または内側壁部8との前記圧接状態が解除されるとともに、この開閉用可動壁部5を可動することで多数の前記開閉用導入開口部9が前記連通状態の多数の導入開口部4とこの間で連通状態となり開口状態となる構成としている。
In the opening
具体的には、この実施例1の圧送給気機構は、前記圧送空気導入部3の前記給気口であるシリンダー連通開口部10を覆う円筒状の囲み部11を設け、この囲み部11内にたとえばコンプレサーなどを採用する空気圧送部16により空気を圧送導入する構成とし、この円筒状の囲み部11内上部に円盤状の前記外側壁部7を設け、この下側でシリンダー連通開口部10を塞ぎ連通させるようにして上下間隔をおいて円盤状の前記内側壁部8を設け、この外側壁部7と内側壁部8との間に、前記開閉部5としての円盤状の開閉用可動壁部5がその間で水平回動自在にして前記外側壁部7および前記内側壁部8へ接近離反往復移動自在に設けた構成としている。
Specifically, the pressurized air supply mechanism of Example 1 is configured to provide a
この円盤状の外側壁部7には、放射方向に長さを有し、周方向に間隔をおいて多数のスリット状の導入開口部4を設け、その下側の内側壁部8には、これと対向するようにスリット状の多数の導入開口部4を設け、これがシリンダー連通開口部10となるように構成している。
This disk-shaped
またこの上部の外側壁部7と下部の内側壁部8との間で、回動自在にして上下動自在に設けた開閉用可動壁部5には、上下連通状態の給気口である(外側内側双方の)多数の前記導入開口部4と連通状態となり前記開口状態となる同じくスリット状の多数の前記開閉用導入開口部9を設けて、水平回動することでこの多数の開閉用導入開口部9が位置ずれて多数の前記導入開口部4を一斉に閉塞した前記閉塞状態とする閉塞部12をそのスリット間に設けた構成としている。
In addition, the opening/closing
したがって、本実施例は、前述したように、前記ピストン2の動きに同期して、前記開閉用可動壁部5を一方向に水平回動するとともに、上下の前記外側壁部7または前記内側壁部8の一方側に接近移動することで、他方側に圧接した前記圧接閉塞状態から、前記開口状態、そして前記一方側に圧接した前記圧接閉塞状態となり、且つ前記開閉用可動壁部5を反対方向に水平回動するとともに前記外側壁部7または前記内側壁部8の前記他方側に接近移動することで、前記一方側に圧接した前記圧接閉塞状態から、開口状態、そして前記他方側に圧接した前記圧接閉塞状態となる構成としている。
Therefore, as described above, in this embodiment, the opening/closing
具体的には、ピストン2の動きに同期して、このピストン2の上死点付近で前記圧送空気を前記シリンダー1内に導入給気するために、前記内側壁部8に圧接していて前記圧送空気を遮断しこの圧送空気圧を受ける前記開閉用可動壁部5をこの内側壁部8で受けている前記圧接閉塞状態から、前記開閉用可動壁部5を一方向に回動するとともにこの内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となって前記圧送空気が強制給気されて燃料の噴射により燃焼するように構成している。
Specifically, in order to introduce and supply the compressed air into the
そして、本実施例では、この爆発時には前記開閉用可動壁部5がさらにこの一方向にそのまま回動して前記外側壁部7に接近移動しこの外側壁部7に圧接した前記圧接閉塞状態となることで、この燃焼時の燃焼圧を受ける前記開閉用可動壁部5をこの外側壁部7で受けるように構成している。
In this embodiment, in the event of an explosion, the opening/closing
すなわち、前記圧送空気を前記シリンダー1内に導入する時(圧送給気時)には、前記圧接閉塞状態から前記開閉用可動壁部5を一方向に回動するとともに前記内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となるが、圧接状態から解かれることでこの開口のための回動がスムーズにして容易に行える。
In other words, when the compressed air is introduced into the cylinder 1 (when supplying compressed air), the movable opening and
そしてさらにこの方向に回動させることで瞬時に再び閉塞できるとともに圧接閉塞状態にできるため燃焼時の燃焼圧にも耐える構成としている。そのため圧接閉塞できる構成でありながら、たとえば駆動力の小さなアクチェーターでも開閉可動させて開口状態に切り替えることができ、また高出力に設計でき排気ガスも綺麗である。 By rotating it further in this direction, it can be instantly closed again and can be put into a pressure-closed state, so it is designed to withstand the combustion pressure during combustion. Therefore, even though it is a pressure-closed structure, it can be opened and closed by an actuator with a small driving force, and can be designed for high output and produces clean exhaust gases.
また給気遮断時は前記開閉用可動壁部5を反対方向に回動するとともに前記外側壁部7から離反し前記内側壁部8に接近移動することで前記内側壁部8に圧接した前記圧接閉塞状態となり、給気圧(圧送空気圧)に耐え圧送空気がシリンダー1内に漏れ出るのを封止できる構成としている。
When the air supply is cut off, the opening and closing
さらに説明すると、本実施例では、ピストン機構のピストン2が上死点となる上死点付近で、前記圧送空気を前記シリンダー1内に導入給気するために、前記内側壁部8に圧接していて前記圧送空気を遮断しこの圧送空気圧を受ける前記可動壁部5をこの内側壁部8で受けている前記圧接閉塞状態から、前記開閉用可動壁部5を一方向に回動するとともにこの内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となって前記圧送空気が強制給気されて燃料の噴射により燃焼するように構成している。
To explain further, in this embodiment, in order to introduce and supply the compressed air into the
すなわち、前記内側壁部8に圧接していて遮断しているこの圧送空気圧を受ける前記可動壁部5をこの内側壁部8で受けている前記圧接閉塞状態から、前記開閉用可動壁部5を一方向に回動するとともにこの内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となって前記圧送空気が強制給気されて燃料の噴射により燃焼するように構成している。
In other words, the
そして、この燃焼時には前記開閉用可動壁部5がさらにこの一方向にそのまま回動して前記外側壁部7に接近移動しこの外側壁部7に圧接した前記圧接閉塞状態となることで、この燃焼時の燃焼圧を受ける前記開閉用可動壁部5をこの外側壁部7で受けるように構成している。
During combustion , the opening/closing
すなわち、前記圧送空気を前記シリンダー1内に導入する時(圧送給気時)には、前記圧接閉塞状態から前記開閉用可動壁部5を一方向に回動するとともに前記内側壁部8から離反移動することで前記開口状態となるが、圧接状態から解かれることでこの開口のための回動がスムーズにして容易に行える。そしてさらにこの方向に可動させることで瞬時に再び閉塞できるとともに圧接閉塞状態にできるため燃焼時の爆発圧にも耐える構成となる。
That is, when the compressed air is introduced into the cylinder 1 (when supplying compressed air), the movable opening and
このようにピストン2の上死点付近で圧送空気の導入と燃焼が瞬時に起きた後、ピストン2が再び下降した下死点付近では、前記上死点付近での燃焼時に上側の外側壁部7に開閉用可動壁部5が圧接し燃焼圧に耐える圧接閉塞状態から、開閉用可動壁部5が往復可動可能な駆動機構により反対方向に回動するとともに下方へ離反移動することで、すなわち圧接解除移動して回転することで、瞬時に給気口となる多数の導入開口部4が一斉に開口した状態となりさらに内側壁部8に圧接した圧接閉塞状態となる。
In this way, after the introduction of compressed air and combustion occur instantaneously near the top dead center of the
そして、再びピストン2が上昇するに際して排気口20から燃焼ガスは排気され、この上死点で排気口20は閉じ導入開口部4(圧送空気の給気口)は閉じたまま、通常のエンジンのようにこれとは別に設けた吸気口19が開きピストン2の下降にともなって空気が吸気導入され、この新しい空気の吸気により燃焼後のシリンダー1内が冷却されるとともに、再びの上昇により圧縮もされ出力が向上することとなる。
Then, as the
そしてこの下死点から再びピストン2が上昇し上死点付近で、前記圧送空気の導入と燃焼が行われることとなるように構成している。
Then, the
また本実施例の圧送給気機構は、前記圧送空気導入部3に設けられている前記開口閉塞切替え機構6の前記開閉用可動壁部5を前記外側壁部7と前記内側壁部8との間で水平回動させる開閉用駆動部13(回動アクチェーター)と、前記開閉用可動壁部5を前記外側壁部7および前記内側壁部8に接近離反可動させる圧接離反用駆動部14(上下動アクチェーター)とを備えているが、本実施例の前記開閉用駆動部13(回動アクチェーター)は、前記開閉用可動壁部5の中心回転軸を上方に突設しこの中心回転軸を往復回動させるための回動用腕部を設け、この回動用腕部を前後に往復揺動させる駆動部(回動アクチェーター)を設けた構成としている。
The pressurized air supply mechanism of this embodiment is equipped with an opening/closing drive unit 13 (rotating actuator) that horizontally rotates the opening/closing
また圧接離反用駆動部14(上下動アクチェーター)は、前記中心回転軸を上下に往復微動させるように設けた構成としている。 The pressure contact/separation drive unit 14 (vertical movement actuator) is configured to move the central rotation shaft up and down in a reciprocating manner.
また前述のとおり、前記圧送空気導入部3に設けられている前記開口閉塞切替え機構6のシリンダー連通開口部10を囲む円筒状の囲み部11内部に円盤状の前記外側壁部7が設けられていて、この外側壁部7の上部の囲み部11をこの外側壁部7を覆うケース部15として設け、このケース部15内に圧送空気を導入しこの外側壁部7および前記内側壁部8の前記スリット状の多数の導入開口部4および前記開閉用可動壁部5のスリット状の多数の前記開閉用導入開口部9を介して前記シリンダー1内に空気を圧送させる空気圧送部16(コンプレッサー)が備えられている構成としている。
As described above, the disk-shaped
また本実施例ではこの空気圧送部16により圧送される空気をシリンダー1内に圧送する給気経路に等圧圧縮する貯圧タンク18を設け、熱が逃げ損失はあるが小さい力で多くの圧縮気を得ることができるようにしている。またこの経路に前記シリンダー1から燃焼後排気される排気ガスと熱交換して前記圧送空気を加熱する排気ガス熱交換部17を設けている。これによりたとえば空気圧送部16として設けた圧縮機によって圧縮される空気が、通常のコンプレッサーのように等温圧縮に近い状態で圧縮され、断熱圧縮に比べて同じ仕事量で多くの圧縮気を得ることができ、排ガスとの熱交換により熱を与えることで等圧膨張して一種の外燃機関として働き総合熱効率を高めることができる。
In this embodiment, a
またたとえば、前記連通させて開口給気口とし空気をシリンダー1内に導入する多数の導入開口部4および多数の開閉用導入開口部9の断面は給気方向には空気流入抵抗が少なく逆に燃焼時の逆流を受ける逆方向の空気流入抵抗が大きくなる開口断面形状に形成してもよい。すなわち開口部が給気側となる上部側は大きく、内部に行くほどゆるやかに開口径が小さくなり下部側の開口部は小さくなる形状に形成してもよい。
For example, the cross sections of the
また、実施例2では、囲み部11を台錐形状としその内部に同形の外側壁部7と内側壁部8を設け、それぞれの周壁部に上下に長く周方向に間隔をおいて多数の導入開口部4を設けた構成とし、その間に同形の開閉用可動壁部5を水平回動自在にして上下動自在に設け、この開閉用可動壁部5に実施例1と同様にこの多数の導入開口部4を水平回動することで連通すると一斉開口状態となり、水平回動して位置ずれると一斉閉塞状態に切り替えることができるように構成している。
In addition, in the second embodiment, the surrounding
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。 The present invention is not limited to this embodiment, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.
1 シリンダー
2 ピストン
3 圧送空気導入部
4 導入開口部
5 開閉部、開閉用可動壁部
6 開口閉塞切替え機構
7 外側壁部
8 内側壁部
9 開閉用導入開口部
10 シリンダー連通開口部
11 囲み部
12 閉塞部
13 開閉用駆動部
14 圧接離反用駆動部
15 ケース部
16 空気圧送部
17 排気ガス熱交換部
18 貯圧タンク
19 吸気口
20 排気口
21 燃料噴射部
REFERENCE SIGNS
10 Cylinder communication opening
11 Enclosed section
12 Occlusion
13 Opening and closing drive unit
14 Pressure connection/disconnection drive unit
15 Case part
16 Air pumping section
17 Exhaust gas heat exchange section
18 Pressure tank
19 Air Intake
20 Exhaust port
21 Fuel injection section
Claims (8)
圧送される空気を前記シリンダー内に圧送導入する圧送空気導入部に、多数の導入開口部と、この導入開口部を圧送導入時には一斉に開口した開口状態とし燃焼時にはすべて閉塞した閉塞状態とする開閉自在な開閉部とからなる開口閉塞切替え機構が設けられていて、
この開口閉塞切替え機構は、多数の前記導入開口部が設けられている外側壁部と、この外側壁部の多数の前記導入開口部と連通状態となる位置に多数の前記導入開口部が設けられている内側壁部との間に、前記開閉部としての開閉用可動壁部が可動自在に設けられていて、この開閉用可動壁部には、連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部と連通状態となる位置に多数の開閉用導入開口部が設けられていて、
この開閉用可動壁部が可動することで多数の前記開閉用導入開口部が、連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部の双方それぞれの多数の前記導入開口部と位置ずれてこの双方それぞれの多数の前記導入開口部を一斉に閉塞する閉塞状態となり、
且つ前記開閉用可動壁部が可動するとともに前記外側壁部または内側壁部に接近する方向に移動することで、前記開閉用可動壁部が前記外側壁部または前記内側壁部に圧接する圧接状態となって圧接閉塞状態となり、
この圧接閉塞状態から前記開口状態に切り替える際には、前記開閉用可動壁部を離反方向に移動することで、この開閉用可動壁部と前記外側壁部または前記内側壁部との前記圧接状態が解除されるとともに、この開閉用可動壁部を可動することで多数の前記開閉用導入開口部が、連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部と連通状態となり前記開口状態となる構成に設けられていることを特徴とするエンジン。 An engine in which air and fuel are forced into a cylinder of a piston mechanism, and the resulting force is converted into motive power by combustion through collision or compression by a piston,
a pressurized air introduction section for introducing pressurized air into the cylinder is provided with a number of introduction openings and an opening/closing switching mechanism consisting of an opening/closing section which can be freely opened and closed to open and close all of the introduction openings at the time of pressurized introduction and close all of the introduction openings at the time of combustion ,
This opening closure switching mechanism comprises an opening/closing movable wall portion as the opening/closing portion, which is movably provided between an outer wall portion in which a large number of the introduction openings are provided and an inner wall portion in which a large number of the introduction openings are provided at positions that are in communication with the large number of the introduction openings of the outer wall portion, and this opening/closing movable wall portion is provided with a large number of opening/closing introduction openings at positions that are in communication with both the large number of the introduction openings of the outer wall portion and the large number of the introduction openings of the inner wall portion, which are in a communicating state,
When the opening/closing movable wall portion is movable , the multiple opening /closing introduction openings become misaligned with the multiple introduction openings of both the multiple introduction openings of the outer wall portion and the multiple introduction openings of the inner wall portion, which are in a communicating state , and enter into a closed state in which the multiple introduction openings of both are simultaneously closed,
and when the opening/ closing movable wall portion is movable and moves in a direction approaching the outer wall portion or the inner wall portion, the opening/closing movable wall portion is brought into a pressure-contact state in which it is in pressure contact with the outer wall portion or the inner wall portion, and is brought into a pressure-contact closed state,
When switching from the pressed closed state to the open state, the opening/closing movable wall portion is moved in the separating direction, thereby releasing the pressed state between the opening/closing movable wall portion and the outer wall portion or the inner wall portion, and by moving the opening/closing movable wall portion , the multiple opening /closing introduction openings are placed in a communicating state with both the multiple introduction openings of the outer wall portion and the multiple introduction openings of the inner wall portion , which are in a communicating state, thereby entering the open state.
この開閉用可動壁部には、連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部と連通状態となり前記開口状態となる多数の前記開閉用導入開口部と、回動することでこの多数の開閉用導入開口部が位置ずれて、連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部を一斉に閉塞した前記閉塞状態とする閉塞部とが設けられていて、
この開閉用可動壁部が回動することで多数の前記開閉用導入開口部が、連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部の双方それぞれの多数の前記導入開口部と位置ずれてこの双方それぞれの多数の前記導入開口部を一斉に閉塞する前記閉塞状態となり、
且つ前記開閉用可動壁部が回動するとともに前記外側壁部または前記内側壁部に接近する方向に移動することで、前記開閉用可動壁部が前記外側壁部または前記内側壁部に圧接する前記圧接状態となって前記圧接閉塞状態となり、
この圧接閉塞状態から前記開口状態に切り替える際には、前記開閉用可動壁部を離反方向に移動することで、この開閉用可動壁部と前記外側壁部または前記内側壁部との前記圧接状態が解除されるとともに、この開閉用可動壁部を回動することで多数の前記開閉用導入開口部が、連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部と連通状態となり前記開口状態となる構成に設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項1記載のエンジン。 the opening closure switching mechanism includes an outer wall portion provided in a surrounding portion covering the cylinder communication opening of the compressed air introduction portion, an inner wall portion provided inside the outer wall portion with a space therebetween, and an opening/closing movable wall portion as the opening/closing portion is provided between the outer wall portion and the inner wall portion so as to be rotatable therebetween and movable toward or away from the outer wall portion or the inner wall portion,
the opening/closing movable wall portion is provided with a large number of opening/closing introduction openings which are in a communicating state with the large number of introduction openings of the outer wall portion and the large number of introduction openings of the inner wall portion, and which are in the open state, and a closing portion which, by rotating, shifts the position of the large number of opening/closing introduction openings, and which is in the closed state in which the large number of introduction openings of the outer wall portion and the large number of introduction openings of the inner wall portion, which are in the communicating state, are simultaneously closed;
When the opening/closing movable wall portion rotates, the multiple opening /closing introduction openings become misaligned with the multiple introduction openings of both the multiple introduction openings of the outer wall portion and the multiple introduction openings of the inner wall portion, which are in a communicating state , and enter into the closed state in which the multiple introduction openings of both are simultaneously closed,
and when the opening/ closing movable wall portion rotates and moves in a direction approaching the outer wall portion or the inner wall portion, the opening/closing movable wall portion is brought into the pressure contact state in which it is in pressure contact with the outer wall portion or the inner wall portion, thereby entering the pressure contact closed state,
2. The engine according to claim 1, characterized in that, when switching from the pressed closed state to the open state, the opening/closing movable wall portion is moved in a separating direction to release the pressed state between the opening/closing movable wall portion and the outer wall portion or the inner wall portion , and by rotating the opening/closing movable wall portion, the multiple opening/ closing introduction openings are placed in a communicating state with both of the multiple introduction openings of the outer wall portion and the multiple introduction openings of the inner wall portion, which are in a communicating state, thereby entering the open state.
前記外側壁部および前記内側壁部に、間隔をおいて多数の前記導入開口部が外側内側連通状態に設けられていて、
前記開閉部としての前記開閉用可動壁部には、多数の前記開閉用導入開口部が前記外側内側連通状態の前記外側壁部の多数の前記導入開口部と前記内側壁部の多数の前記導入開口部との間で双方それぞれの多数の前記導入開口部と連通状態に設けられているとともに、この連通状態の双方それぞれの多数の前記導入開口部間でこの開閉用可動壁部を水平回動することで多数の前記導入開口部を一斉にすべて閉塞する前記閉塞部とが設けられていることを特徴とする請求項2記載のエンジン。 the opening closure switching mechanism includes an outer wall portion provided on a peripheral wall portion or an upper surface portion of the surrounding portion covering the cylinder communication opening of the compressed air introduction portion, an inner wall portion provided on the inside of the outer wall portion at a distance, and an opening/closing movable wall portion as the opening/closing portion being provided between the outer wall portion and the inner wall portion so as to be rotatable in a horizontal direction and movable toward and away from each other in a vertical direction,
A large number of the introduction openings are provided at intervals in the outer wall portion and the inner wall portion in a state of communication between the outer side and the inner side,
3. An engine according to claim 2, characterized in that the opening/closing movable wall portion as the opening /closing portion has a large number of opening/closing introduction openings provided between the large number of introduction openings of the outer wall portion and the large number of introduction openings of the inner wall portion in the outside-inside communicating state , in a state of communication with each of the large number of introduction openings, and a closing portion is provided which closes all of the large number of introduction openings at once by horizontally rotating the opening/ closing movable wall portion between the large number of introduction openings of each of the communicating states.
8. The engine according to claim 7, wherein the air pumping section is provided with an exhaust gas heat exchanger that heats the pumped air by exchanging heat with exhaust gas discharged from the cylinder after combustion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021130734A JP7699896B2 (en) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021130734A JP7699896B2 (en) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023025468A JP2023025468A (en) | 2023-02-22 |
| JP7699896B2 true JP7699896B2 (en) | 2025-06-30 |
Family
ID=85251446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021130734A Active JP7699896B2 (en) | 2021-08-10 | 2021-08-10 | engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7699896B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011155248A1 (en) | 2010-06-10 | 2011-12-15 | 学校法人早稲田大学 | Engine |
| US20190203633A1 (en) | 2017-12-19 | 2019-07-04 | Peter Charles Cheeseman | Split-cycle engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62298610A (en) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Suction and exhaust valve device for reciprocating engine |
-
2021
- 2021-08-10 JP JP2021130734A patent/JP7699896B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011155248A1 (en) | 2010-06-10 | 2011-12-15 | 学校法人早稲田大学 | Engine |
| US20190203633A1 (en) | 2017-12-19 | 2019-07-04 | Peter Charles Cheeseman | Split-cycle engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023025468A (en) | 2023-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6796285B2 (en) | Internal combustion engine | |
| JP5514247B2 (en) | Double piston cycle engine | |
| US8683984B2 (en) | Thermocompression motor | |
| JP5726901B2 (en) | Rotary engine | |
| KR20160029098A (en) | Spool shuttle crossover valve in split-cycle engine | |
| JP4275534B2 (en) | Static regenerator, reciprocating reciprocating engine | |
| US8061327B2 (en) | Tangential combustion turbine | |
| JP7699896B2 (en) | engine | |
| US6116222A (en) | Two stroke regenerative engine | |
| US5182913A (en) | Engine system using refrigerant fluid | |
| WO2007099634A1 (en) | Rotary engine | |
| CN103748336B (en) | There is method of work and the stroke piston combustion engine of the stroke piston combustion engine of internal waste gas energy recycle device | |
| JP3306053B2 (en) | Engine valve device | |
| JP7688615B2 (en) | engine | |
| US9010301B2 (en) | Reciprocating internal combustion engine with two-stage exhaust system | |
| US6463731B1 (en) | Two stroke regenerative external combustion engine | |
| JP2007182889A (en) | Water injection manifold pressure relief outlet | |
| US20190203633A1 (en) | Split-cycle engine | |
| CN114294106A (en) | Circular cylinder internal combustion engine | |
| RU2078958C1 (en) | Internal combustion engine | |
| US20030178008A1 (en) | Warren cycle internal combustion engine | |
| US4249492A (en) | Constant torque rotary engine | |
| TWI391558B (en) | Wheel gas engine | |
| RU2688046C1 (en) | Three-zone multiblade rotary internal combustion engine with concentric arrangement of working zones in engine rotor | |
| US1005701A (en) | Internal-combustion engine. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240423 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250225 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250228 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250425 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250602 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7699896 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |