JPH06173702A

JPH06173702A - エンジン

Info

Publication number: JPH06173702A
Application number: JP35100092A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tsuchida; 敦槌田; Hiroshi Tsuchida; 博槌田; Makoto Tanaka; 田中　　良
Original assignee: RIKEN
Current assignee: RIKEN
Priority date: 1992-12-04
Filing date: 1992-12-04
Publication date: 1994-06-21

Abstract

(57)【要約】【目的】排気圧力を低下させることにより、騒音の発生
を防止するとともに、熱効率を向上させ、さらには公害
物質の発生を抑制する。【構成】作動ガスを吸気するとともに吸気した作動ガス
を圧縮する作動ガス圧縮用シリンダ１６と、作動ガス圧
縮用シリンダ１６により圧縮された作動ガスを加熱する
加熱室１８と、加熱室１８により加熱された高温高圧の
作動ガスを膨張させるとともに、膨張終了後に排気する
動力発生用シリンダ２２とを備え、動力発生用シリンダ
２２の容積を、作動ガス圧縮用シリンダ１６の容積より
大とするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンに関し、特
に、熱効率を向上させ、騒音の発生を防止するととも
に、ＮＯｘなどの発生を抑制したエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジンとして、例えば、自動車
などに用いられる４サイクル・エンジンが知られてい
る。

【０００３】図９は、こうした従来の４サイクル・エン
ジンのシリンダ１００とピストン１０２の動作を、模式
的に示したものである。即ち、従来の４サイクル・エン
ジンは、図９に示すように、ガソリンなどの燃料と空気
との混合気などの作動ガスを吸気する吸気行程、吸気さ
れた作動ガスを圧縮する圧縮行程、作動ガスを燃焼加熱
して膨張させる膨張行程および燃焼された作動ガスを排
出する排気行程の４行程によって１サイクルを完了する
ものである。そして、この１サイクルの間に、シリンダ
１００内を上下動するピストン１０２により、図示しな
いクランク・シャフトが２回転されることになるが、有
効な仕事となって動力を発生するのは、１サイクルの間
において膨張行程のときだけであり、他の３行程ではフ
ライホイールの慣性により、クランク・シャフトの回転
が続けられるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の４サイ
クル・エンジンにあっては、吸気行程、圧縮行程、膨張
行程および排気行程の全ての行程を、単一の同一のシリ
ンダによって行っていたために、排気圧力が高くなって
騒音を発生させる原因となるとともに、さらには熱効率
を低下させる原因ともなっていたという問題点があっ
た。

【０００５】即ち、理解を容易にするために、４サイク
ル・エンジンの基本サイクル（空気サイクル）である、
所謂、オットー・サイクルにより説明すると、オットー
・サイクルのＰ−Ｖ線図（縦軸に気体の圧力をとるとと
もに横軸に気体の体積をとって、気体の変化を表した
図）は、図１０に示す如くになり、Ａ→Ｂ：断熱圧縮（吸気した作動ガスを断熱圧縮す
る。）Ｂ→Ｃ：等容加熱（容積一定のまま加熱することによ
り、外部より熱量Ｑ₁を受け入れる。このため、作動ガ
スの温度と圧力が上昇し、Ｃの状態となる。なお、実際
の４サイクル・ガソリン・エンジンでは、混合気がＢ付
近で燃焼して熱を発生し、圧力が上昇してＣに上がる。
オットー・サイクルでは、この燃焼熱に等しい熱量Ｑ₁
を、Ｂ→Ｃ期間に外部より受熱している。）Ｃ→Ｄ：断熱膨張（作動ガスが断熱膨張する。）Ｄ→Ａ：等容冷却（容積一定のまま冷却することによ
り、熱量Ｑ₂を外部へ放出する。このために、作動ガス
の温度と圧力はＡに下がる。なお、実際の４サイクル・
ガソリン・エンジンではＤで排気し、Ａで新しい空気を
吸気する。これにより熱量Ｑ₂が外部に放出されること
により、作動ガスは等容冷却されたことに相当する。）により構成されるものである。

【０００６】例えば、シリンダ全容積を「１」とすると
ともに燃焼の際の容積を「０．２５」として、圧縮比
（または膨張比）「４」の条件において定格運転して、
Ａで「３００Ｋ」（温度は絶対温度で示している。以
下、同じ。）の作動ガスを、常圧においてシリンダへ吸
気により導入し断熱圧縮すると、Ｂにおいては、作動ガ
スは「７．０気圧」（圧力は、気圧で表示している。以
下、同じ。）で「５２０Ｋ」となる。

【０００７】この作動ガスを等容加熱して、Ｃで「１
８．４気圧」で「１３７０Ｋ」にさせ、それから断熱膨
張させる。この際に、膨張比「４」で膨張されるため、
膨張が完成したＤにおいては、作動ガスは「２．６気
圧」で「７９０Ｋ」となり、これを等容冷却することに
なる。

【０００８】従って、Ｄ−Ａ間の圧力差が常圧との排気
圧力差となるものであって、上記した例においては
「１．６気圧」になり、この「１．６気圧」の排気圧力
差が、騒音の原因となるものである。

【０００９】このことは、断熱圧縮過程と断熱膨張過程
とを同一のシリンダ行っているため、断熱圧縮過程にお
ける圧縮比と断熱膨張過程における膨張比とが同一の値
となるので、Ｄにおける排気圧力が高くなってしまうた
めに生じているものであった。

【００１０】特に、エンジンが高出力運転されるに従っ
て、この排気圧力も高圧になってしまうため、エンジン
の高出力運転時においては、騒音の発生や熱効率の低下
が著しいものとなっていた。

【００１１】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、排気圧力を低下させることにより、騒音の発生
を防止するとともに、さらには熱効率を向上させるよう
にしたエンジンを提供しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるエンジンは、作動ガスを吸気すると
ともに吸気した作動ガスを圧縮する第一のシリンダと、
第一のシリンダにより圧縮された作動ガスを加熱する加
熱室と、加熱室により加熱された高温高圧の作動ガスを
膨張させるとともに、膨張終了後に排気する第二のシリ
ンダとを有し、第二のシリンダの容積を、第一のシリン
ダの容積より大とするように構成したものである。

【００１３】

【作用】第一のシリンダにおいて吸気され圧縮された作
動ガスは、加熱室へ送出される。そして、作動ガスが加
熱室において加熱されることによって、高温高圧の作動
ガスが得られ、これを第二のシリンダで膨張させること
により、動力を得るものである。

【００１４】即ち、作動ガスの圧縮は、第一のシリンダ
で行われる一方で、作動ガスの膨張は、第二のシリンダ
で行われることになる。

【００１５】そして、第二のシリンダの容積は、第一の
シリンダの容積より大とされているため、膨張比を圧縮
比より大とすることができて、膨張終了時における排気
圧力を低下させることができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明によるエンジ
ンの実施例を詳細に説明するものとする。

【００１７】図１は、本発明の第一の実施例によるエン
ジン１０の構成説明図である。この第一の実施例は、作
動ガス圧縮用シリンダ１６により吸気圧縮し、これを燃
焼加熱室１８において等容加熱し、これを動力発生用シ
リンダ２２において膨張させ動力を得て、その後に排気
することを示している。

【００１８】図２には、本発明の第一の実施例によるエ
ンジン１０が模式的に示されており、シリンダ・ブロッ
ク１２には、上死点（Ｔ．Ｄ．Ｃ．）から下死点（Ｂ．
Ｄ．Ｃ．）までストロークＳで上昇／下降する作動ガス
圧縮用ピストン１４を備え、作動ガス圧縮用ピストン１
４の下降により内部の作動ガスを圧縮する作動ガス圧縮
用シリンダ１６と、作動ガス圧縮用シリンダ１６により
圧縮された作動ガスを燃焼加熱する燃焼加熱室１８と、
作動ガス圧縮用シリンダ１６と同様に上死点から下死点
までストロークＳで上昇／下降する動力発生用ピストン
２０を備え、燃焼加熱室１８において燃焼加熱された作
動ガスを膨張させる動力発生用シリンダ２２とが形成さ
れている。

【００１９】作動ガス圧縮用シリンダ１６の行程容積と
燃焼加熱室１８の燃焼室容積とは、圧縮比が「４」とな
るように設定されている。即ち、作動ガス圧縮用シリン
ダ１６の行程容積と燃焼加熱室１８の燃焼室容積とを加
えた圧縮側全容積と、燃焼加熱室１８の燃焼室容積との
比（圧縮側全容積／燃焼室容積）たる圧縮側圧縮比が
「４」となるように寸法設定されている。

【００２０】また、動力発生用シリンダ２２の行程容積
と燃焼加熱室１８の燃焼室容積とは、膨張比が「８」と
なるように設定されている。即ち、動力発生用シリンダ
２２の行程容積と燃焼加熱室１８の燃焼室容積とを加え
た動力発生側全容積と、燃焼加熱室１８の燃焼室容積と
の比（動力発生側全容積／燃焼室容積）たる動力発生側
膨張比が「８」となるように寸法設定されている。

【００２１】即ち、動力発生用シリンダ２２は、作動ガ
ス圧縮用シリンダ１６の２倍の大きさとなるように寸法
設定されている。

【００２２】また、シリンダ・ブロック１２には、作動
ガスを作動ガス圧縮用シリンダ１６内に導入するための
吸気通路２４が形成されている。この吸気通路２４に
は、吸気通路２４の開閉を制御する吸気弁２６が配設さ
れていて、吸気弁２６により吸気通路２４が開放された
ときにのみ、作動ガス圧縮用シリンダ１６内へ作動ガス
を導入することができるように構成されている。

【００２３】さらに、シリンダ・ブロック１２には、作
動ガス圧縮用シリンダ１６において圧縮された作動ガス
を、燃焼加熱室１８へ送出するための圧縮作動ガス導入
通路２８と、燃焼加熱室１８において燃焼加熱された作
動ガスを、動力発生用シリンダ２２へ送出するための燃
焼作動ガス導入通路３０とが形成されおり、これらの圧
縮作動ガス導入通路２８と燃焼作動ガス導入通路３０と
には、それぞれ弁３２と弁３４とが配設されている。

【００２４】さらにまた、シリンダ・ブロック１２に
は、動力発生用シリンダ２２内の燃焼作動ガスを排気す
るための排気通路３６が形成されている。この排気通路
３６には、排気通路３６の開閉を制御する排気弁３８が
配設されていて、排気弁３８により排気通路３６が開放
されたときにのみ、動力発生用シリンダ２２内の燃焼作
動ガスを排気することができるように構成されている。

【００２５】以上の構成において、エンジン１０を作動
するには、作動ガス圧縮用ピストン１４と動力発生用ピ
ストン２０とを、同一位相にて同期させて運転するもの
である。即ち、作動ガス圧縮用ピストン１４と動力発生
用ピストン２０とは、ストロークＳが同一であるため、
容易に同じタイミングで上昇／下降を行うように制御で
きるものである。

【００２６】図２の過程１乃至過程４は、エンジン１０
の作動のサイクルを示しており、過程１→過程２→過程
３→過程４と進み、過程４から過程１に戻り、過程１→
過程２→過程３→過程４のサイクルを繰り返すものであ
る。

【００２７】まず、過程１においては、吸気弁２６およ
び弁３４は開放されていて、弁３２および排気弁３８が
閉鎖されている。この状態において、作動ガス圧縮用ピ
ストン１４が上昇されて、吸気通路２４を介して作動ガ
ス圧縮用シリンダ１６内に作動ガスが吸気される。一
方、動力発生用シリンダ２２においては、後述する過程
４において生成されることになる、燃焼加熱室１８にお
いて燃焼加熱された高温高圧の燃焼作動ガスが送出され
て膨張し、動力発生用ピストン２０を同期して上昇させ
て動力を発生することになる。

【００２８】過程２においては、作動ガス圧縮用ピスト
ン１４および動力発生用ピストン２０は上死点に位置し
ていて、この上死点に位置する時間において、作動ガス
圧縮用シリンダ１６では作動ガスの吸気が完成され、動
力発生用シリンダ２２では動力発生用シリンダ２２の冷
却が行われる。

【００２９】なお、過程１と同様に、この過程２におい
ても、吸気弁２６および弁３４は開放されていて、弁３
２および排気弁３８が閉じられている。

【００３０】次に、過程３においては、吸気弁２６およ
び弁３４は閉鎖されていて、弁３２および排気弁３８が
開放されることになる。そして、作動ガス圧縮用ピスト
ン１４および動力発生用ピストン２０が同期して下降
し、作動ガス圧縮用シリンダ１６内の作動ガスが圧縮さ
れ、また燃料が注入されて、燃焼加熱室１８へ送出され
るとともに、動力発生用シリンダ２２内の燃焼作動ガス
の排気が行われる。

【００３１】さらに、過程４においては、作動ガス圧縮
用ピストン１４は下死点に位置していて、作動ガス圧縮
用シリンダ１６の作用は休止しているが、燃焼加熱室１
８においては、電気火花や圧縮高温により点火されて燃
焼が進行し、さらに燃焼熱によって作動ガスが加熱さ
れ、高温高圧の燃焼作動ガスが生成されることになる。

【００３２】一方、作動ガス圧縮用ピストン１４に同期
して動力発生用ピストン２０も下死点に位置することに
なり、動力発生用シリンダ２２においては排気が完成す
る。

【００３３】なお、この過程４においては、吸気弁２
６、弁３２および弁３４は閉鎖されており、排気弁３８
も排気完成後に閉鎖される。

【００３４】この過程４の後に初期状態の過程１に戻
り、過程１乃至過程４が繰り返されることになる。

【００３５】図３には、上記したエンジン１０のＰ−Ｖ
線図が示されており、圧縮側全容積を「１」、動力発生
側全容積を「２」、燃焼室容積を「０．２５」に設定す
ることにより、圧縮側圧縮比が「４」であるとともに動
力発生側膨張比が「８」であるように設定され、上記し
た過程２において、動力発生用シリンダ２２内の圧力を
常圧にする場合の計算例を示しているものである。

【００３６】上記した過程１乃至過程４は、本発明独特
のサイクル、即ち、Ａ→Ｂ：断熱圧縮（作動ガス圧縮用シリンダ１６へ吸気
した作動ガスを、断熱圧縮して燃焼加熱室１８へ送出す
る。）Ｂ→Ｃ：等容加熱（燃焼加熱室１８内で、圧縮された作
動ガスを燃焼させる。即ち、圧縮された作動ガスをＢ付
近で燃焼し、燃焼熱を発生し、圧力が上昇してＣに上が
ることになる。）Ｃ→Ｅ：断熱膨張（燃焼加熱室１８内部で生成された燃
焼作動ガスが、動力発生用シリンダ２２内へ送出され、
動力発生用シリンダ２２内で燃焼作動ガスが断熱膨張す
る。）Ｅ→Ａ：等圧冷却（常圧で排気する。これは常圧で、動
力発生用シリンダ２２内の燃焼作動ガスを冷却し、さら
に作動ガス圧縮用シリンダ１６へ給気することに相当す
る。）のサイクルにより構成されるものである。

【００３７】即ち、定格運転において、Ａで「３００
Ｋ」の作動ガスを、常圧において作動ガス圧縮用シリン
ダ１６へ吸気により導入すると、作動ガス圧縮用ピスト
ン１４の下降により断熱圧縮され、燃焼加熱室１８へ圧
縮された作動ガスが送出される。この際に圧縮比「４」
で圧縮されるため、Ｂにおいては、作動ガスは「７．０
気圧」で「５２０Ｋ」となる。

【００３８】この作動ガスを、燃焼加熱室１８における
燃焼加熱により等容加熱して、Ｃで「１８．４気圧」で
「１３７０Ｋ」にさせ、その後に動力発生用シリンダ２
２へ送出して断熱膨張させる。この際に、膨張比「８」
で膨張されるため、膨張が完成したＥにおいては、作動
ガスは常圧で「６００Ｋ」となり、これを排気すること
になる。

【００３９】従って、排気圧力は常圧となって排気圧力
差がなくなるので、排気圧力による騒音の発生が防止さ
れる。

【００４０】また、従来のオットー・サイクルと比較す
ると、図３上の斜線部位の動力を余分に取り出すことが
できるようになるため、熱効率の向上を図ることができ
るようになる。

【００４１】即ち、面積ＡＢＣＤは従来の技術の項にお
いて説明したオットー・サイクルが発生する動力である
が、エンジン１０では同じ加熱量で得られる動力は、面
積ＡＢＣＥとなり、オットー・サイクルが発生する動力
と比較すると、約２０％増加することができる。

【００４２】次に、本発明の第二の実施例によるエンジ
ン２００を説明する。

【００４３】図４は、図１に相当する本発明の第二の実
施例によるエンジン２００の構成説明図である。この第
二の実施例は、燃焼加熱室１８を燃焼室１８ａと加熱室
１８ｂとに分割し、加熱室１８ｂを外部から加熱して作
動ガスを加熱する、所謂、外燃方式とした点に関して、
第一の実施例と異なるものである。

【００４４】図５は、図３に相当する説明図である。こ
のエンジン２００は外燃機関であるため、加熱室１８ｂ
は常に加熱されている。そのため図５は、エンジン１０
の図３と多少異なることになる。

【００４５】即ち、吸気過程はエンジン１０の場合と同
じであるが、次の圧縮過程は断熱圧縮ではなくて加熱圧
縮であるため、その終点はＢではなくＢ’となる。等容
加熱過程では、その終点はエンジン１０と変わらずＣ
（１８．４気圧，１３７０Ｋ）である。また、膨張過程
では、断熱膨張ではなくて加熱膨張であり、その終点は
ＥではなくてＥ’となる。

【００４６】従って、動力発生用シリンダ２２の膨張比
は「８」よりも大きな値とする必要があり、その結果、
第一の実施例における図３の場合よりも、発生する動力
は（面積ＣＥ’Ｅ−面積ＡＢＢ’）に相当する動力の分
だけ増大させることになるほか、なお、その他の点に関
しては、図３の場合と同一であるので、詳細な説明は省
略するものとする。

【００４７】このようにエンジン２００では、エンジン
１０における断熱圧縮および断熱膨張の代わりに、加熱
圧縮および加熱膨張を用いているため、作動物質の温度
は場所によって分布することになる。これは、等しい温
度になる方向へ変化するため、エントロピー発生の原因
となり、熱効率を低下させる原因の一つにはなる。しか
しながら、前記発生動力の増大のほか、内燃方式を外燃
方式に変えたことにより、公害の発生を抑制することが
できるようになるという利点がある。

【００４８】即ち、上記した第一の実施例においては、
高圧で作動ガスを燃焼するため、ＮＯｘなどを発生する
ことを防止できないが、この第二の実施例においては、
燃焼室１８ａにおいて常圧でおだやかに連続的に燃焼さ
せるため、ＮＯｘなどの公害ガスの発生を確実に防止す
ることができるようになる。

【００４９】次に、本発明の第三の実施例によるエンジ
ン３００を説明する。

【００５０】図６は、図４に相当する本発明の第三の実
施例によるエンジン３００の構成説明図である。この第
三の実施例は、燃焼室１８ａでの燃焼に使用する吸気
と、燃焼後の排気との間の熱交換を行う熱交換器３０２
を備えた点に関してのみ、第二の実施例と異なるもので
あるため、図５に相当する説明図の添付は省略する。

【００５１】即ち、第二の実施例によるエンジン２００
においては、燃焼室１８ａでの燃焼にともなう高温の熱
廃ガスを排気することになるので、第一の実施例による
エンジン１０よりも、さらに熱効率が低下することにな
る。しかしながら、熱交換器３０２により、燃焼室１８
ａでの燃焼に使用する空気と熱廃ガスとの間で熱交換を
行い、排気される熱廃ガスの熱を回収することにより、
第一の実施例によるエンジン１０により得られる熱効率
に近づけることができる。

【００５２】なお、この熱交換は常圧で行われるため、
公知の熱交換器を適宜用いることができ、燃焼に使用す
る空気や熱廃ガスなどを通過させるために熱交換器に使
用される隔壁材料は、肉厚の薄いものでよいため、効率
の良い熱交換を行うことができる。

【００５３】また、上記各実施例においては、定格運転
以下の出力で運転する場合には、動力発生用シリンダ２
２における膨張の過程において、作動ガスの圧力が常圧
よりも下がってしまい、動力発生用シリンダ２２内に水
滴や霜が発生し、動力発生用シリンダ２２や動力発生用
ピストン２０を損傷する恐れがある。

【００５４】例えば、第一の実施例によるエンジン１０
に即して説明すると、図７に示すように、定格運転以下
の出力で運転するために燃料供給を少なくすると、等容
燃焼される燃焼作動ガスの状態はＣとはならずに、その
途中のＦとなる。ここで、この状態の燃焼作動ガスを動
力発生用シリンダ２２内で断熱膨張させると、常圧点は
Ｇとなる。しかしながら、動力発生用シリンダ２２はさ
らに膨張を続けるので、燃焼作動ガスの圧力は常圧以下
になり、温度もさらに低下するようになってしまう。こ
のため、場合によっては動力発生用シリンダ２２内に水
滴や霜が発生し、動力発生用シリンダ２２や動力発生用
ピストン２０を損傷する恐れがある。

【００５５】従って、上記各実施例おいては、例えば、
第一の実施例のエンジン１０に即して図８に示すよう
に、ポペット弁などからなる常圧維持制御弁４０を配設
して、動力発生用シリンダ２２内の圧力が常圧より低く
なった場合にのみ、常圧維持制御弁４０を開放して外部
の空気を吸い込み、動力発生用シリンダ２２内の圧力が
常圧より低下しないようにして、常に動力発生用シリン
ダ２２内の常圧を維持することができるようにすること
ができる。

【００５６】なお、常圧維持制御弁４０を開放して外部
の空気を吸い込み、動力発生用シリンダ２２内の常圧を
維持した場合のサイクルは、図７に示すようにＡ→Ｂ→
Ｆ→Ｇ→Ｅ→Ａとなる。

【００５７】また、上記したように、別途常圧維持制御
弁４０を配設することなく、排気弁３８に常圧維持制御
弁４０の機能を備えさせるようにしてもよい。

【００５８】さらに、上記各実施例においては、作動ガ
ス圧縮用シリンダ１６および動力発生用シリンダ２２
を、それぞれ１つずつ備えた場合に関して説明したが、
これに限られることなしに、作動ガス圧縮用シリンダ１
６および動力発生用シリンダ２２のどちらか一方、ある
いは両方を複数備えるようにしてもよいことは勿論であ
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６０】作動ガスを吸気するとともに吸気した作動
ガスを圧縮する第一のシリンダと、第一のシリンダによ
り圧縮された作動ガスを加熱する加熱室と、加熱室によ
り加熱された高温高圧の作動ガスを膨張させるととも
に、膨張終了後に排気する第二のシリンダとを有し、第
二のシリンダの容積を、第一のシリンダの容積より大と
するように構成したため、第一のシリンダにおいて吸気
され圧縮された作動ガスは、加熱室へ送出され、加熱室
における加熱によって、高温高圧の作動ガスが得られ、
これを第二のシリンダで膨張させることにより、動力を
得ることができるものである。

【００６１】従って、作動ガスの圧縮が、第一のシリン
ダで行われる一方で、作動ガスの膨張は、第二のシリン
ダで行われることになり、しかも第二のシリンダの容積
は、第一のシリンダの容積より大とされているため、膨
張終了時における排気圧力を低下させることができるよ
うになる。

【００６２】このため、本発明によるエンジンによれ
ば、排気圧力を低下させることができ、これにより騒音
の発生を防止することができるとともに、しかも熱効率
の向上を図ることができるものである。

【００６３】また、外燃方式による外燃機関として構成
することも可能なため、ＮＯｘなどの発生を抑制するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例によるエンジンの要部構
成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第一の実施例によるエンジンの構成お
よび動作の説明図である。

【図３】図２に示すエンジンのＰ−Ｖ線図である。

【図４】本発明の第二の実施例によるエンジンの要部構
成を示すブロック図である。

【図５】図４に示すエンジンのＰ−Ｖ線図である。

【図６】本発明の第三の実施例によるエンジンの要部構
成を示すブロック図である。

【図７】定格運転していない場合の図２に示すエンジン
のＰ−Ｖ線図である。

【図８】常圧維持制御弁４０を備えた図１に示すエンジ
ンの構成説明図である。

【図９】従来の４サイクル・エンジンの作動を示す説明
図である。

【図１０】オットー・サイクルのＰ−Ｖ線図である。

【符号の説明】

１０エンジン１６作動ガス圧縮用シリンダ１８燃焼加熱室１８ａ燃焼室１８ｂ加熱室２２動力発生用シリンダ４０常圧維持制御弁２００エンジン３００エンジン３０２熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作動ガスを吸気するとともに吸気した作
動ガスを圧縮する第一のシリンダと、前記第一のシリンダにより圧縮された作動ガスを加熱す
る加熱室と、前記加熱室により加熱された高温高圧の作動ガスを膨張
させるとともに、膨張終了後に排気する第二のシリンダ
とを有し、前記第二のシリンダの容積を、前記第一のシリンダの容
積より大としたことを特徴とするエンジン。
【請求項２】作動ガスとして空気を吸気するとともに
吸気した作動ガスを断熱圧縮する第一のシリンダと、前記第一のシリンダにより圧縮された作動ガスの中で燃
料を等容燃焼させて作動ガスを加熱する燃焼加熱室と、前記燃焼加熱室により加熱された高温高圧の作動ガスを
常圧まで断熱膨張させるとともに、膨張終了後に排気す
る第二のシリンダとを有し、前記第二のシリンダの容積を、前記第一のシリンダの容
積より大としたことを特徴とするエンジン。
【請求項３】作動ガスとして空気を吸気するとともに
吸気した作動ガスを圧縮する第一のシリンダと、前記第一のシリンダにより圧縮された作動ガスを、外部
から等容加熱する加熱室と、前記加熱室中の作動ガスを外部から加熱するための燃焼
室と、前記加熱室により加熱された高温高圧の作動ガスを常圧
まで膨張させるとともに、膨張終了後に排気する第二の
シリンダとを有し、前記第二のシリンダの容積を、前記第一のシリンダの容
積より大としたことを特徴とするエンジン。
【請求項４】前記燃焼室における燃焼のために必要な
吸気と、前記燃焼室における燃焼による排気とを、相互
に熱交換する熱交換手段を備えた請求項３記載のエンジ
ン。
【請求項５】前記第二のシリンダにおける作動ガスの
膨張過程において、前記第二のシリンダ内の作動ガスが
常圧より低圧になった場合に、前記第二のシリンダ内に
空気を導入し、前記第二のシリンダ内を常圧に維持する
ための空気導入手段を備えた請求項１、２、３または４
のいずれか１項に記載のエンジン。