圧縮空気熱機関 (Compressed hot air engine)  特許第5721129号      2015/4/15



今までにない、可逆動力のエンジンです。 回生エネルギーを圧縮空気にて蓄圧します。
何が違うか?・・・電動ハイブリッドと同じようにブレーキのエネルギーを保存して加速時に再生して強力な加速をさせます。
勿論、強力モーターも高級なバッテリーも不要で、軽量&コンパクト?です。
モーターが有りませんから、レアアースも不要ですし、争奪の激しいリチュウムも不要です。
蓄圧のためのボンベは必要となります。(LPガスのボンベくらい?)
空気エンジンではないので超高圧の圧縮空気を大量に用意する必要はありません。
(基本的に減速時の回生圧縮で、減速を回復するための加速に圧力を熱サイクルにて利用)


さらに、エンジンでありながらセルモーターが不要で、停止からゆっくりと起動します。

さらに、逆転も可能なのでバックギヤもスタートクラッチも不要です。(勿論アイドリングはストップする以前に不要です)
  始動用バッテリーが不要になるのでデサルフェーターも売れなくなります。

さらに、熱効率が良いんです。基本的にディーゼルエンジン以上になります。
理論熱効率は再熱再生サイクル同等(内燃機関でいままで出来なかった排熱回収による)

さらに、2ストロークで、複雑なバルブ機構が有りません。(4ストロークも可)
2ストでは、潤滑に多少の問題が有りますが、比出力が大きく機構が簡単な特徴があります。
(現在では見捨てられた技術のセラミックシリンダーが利用できれば、冷却損失まで再熱に利用できます)

さらに、加速時はターボは無くても過給効果(疑似スーパーチャージ)で従来にない加速と
定地走行時は省エネモードの負過給(疑似ミラーサイクル)が可能。
※おまけの回生蓄圧過給法は半年ホンダさんの先願にて特許権利化出来ませんでした。
(2015/2の最後の通知にて、基本サイクルについては拒否の理由なしで、ほぼ特許)

さらに、強力なエンジンブレーキだけで停止し、そのエネルギーは回収再利用されます。

さらに、超低空燃比の作動が可能で低出力時の燃料消費量を大幅削減可能です。
(CVCCより遙かに希薄な、爆発限界以下の低空燃比での安定燃焼)

さらに、スターリングエンジンの様にヒートポンプ作動も可逆です。(スターリングエンジンではありません)
(エアコンコンプレッサー無しで冷暖房も可能になるやもしれません)

外燃機関であり内燃機関でもあり・・・ジーゼルエンジン+ガスタービンの良いとこ取りのようなエンジンです。
燃料は内燃機関として、オクタン価 セタン価関係なくバイオ燃料、水素、LPガスから重油まで何でも大丈夫です。
予混合圧縮着火(Homogeneous Charge Compression Ignition ) HCCIエンジンと言う物が
低公害・高効率として一部では開発をされているようですので、低公害としての特性も出てくるのではないかと・・・
均質混合にて低空燃比(高空気過剰)で燃焼させると、思いの他に省エネ以上に低公害になるようです。


外燃機関では、太陽熱、地熱、工場排熱、薪、ゴミ火力、原子力と、何でもありです。(温泉のお湯レベルでは難しいですが)
車載時は自らの排ガスの熱を利用します。
  太陽エネルギーに応用して 高度太陽熱発電所 構想もあります。

さらにLNG冷熱を利用できる冷熱エンジンとしても応用が可能です。


今までのガソリン、ディーゼルエンジンと機構は大きく変わらないので従来技術の延長で信頼性の高いエンジンとなります。
よって、コストも殆ど変わりません。(バルブカムはなくせるので+/-ゼロぐらいかも知れません)
基本エンジンの形式は、2スト/4スト及びロータリーに適用可能で改変箇所も多くはありません。

ただし、制御は多少複雑になりますので開発費は嵩むかも知れません。(現状でも十分複雑なので意外と-かも)
ただ制御は電子制御で可能なので、開発段階ではハード(機械)の開発費は少なくてすみます。
基本的にクランク回転角をセンサーで検出して角度及び変化量から制御する形になります。
その他、角度-圧力-温度等からの複合情報から制御量を決定する形となります。

可変膨張比での熱サイクルが可能です。
高効率での熱サイクルでは膨張比を大きくすることで熱効率を上げることが出来。
高出力時には低膨張比でレーシングエンジンのように大食らいでパワフルなエンジンに変身。
これは、今までのレシプロでは圧縮比=膨張比なので基本的に可変とすることは出来ませんでしたが
圧縮空気として蓄圧(バッファ)することにより、圧縮比と膨張比が任意に可変可能となります。
※圧縮行程または膨張行程のみでも作動するので、圧縮:膨張をデジタルサイクル比とすれば容易に可変可能となる。

熱力の基礎が理解できていれば、これらの特徴からある程度の推察可能と思います。
この熱サイクルはコロンブスのタマゴ的な熱サイクルで詳細が分かれば熱力学の基礎の範疇です。
(そんなとんでもないことをしているわけで有りませんが、誰も今まで気づかなかっただけだと思います)
余りに単純すぎて、思いもつかなかったと言った方が良いかも知れません。(近いところまでの特許は有りました)


※良いことばかりですが、これらの実現にはかなりの投資が必要なことはお断りしておきます。

※圧縮空気だけで走る車が一時注目されましたが、圧縮空気のタンクに高圧縮で大きなタンクを積んだとしても、
とても電気自動車や電動ハイブリッド車に性能的にかなう物ではないと考えます。
なぜならタンクとバッテリーではエネルギー密度が全く違い、何百キロも走れるほどのエネルギーの貯蔵は不可能で
もし出来たとするならタンクのお化けになっていることでしょう。
また、空気を圧縮するとき発熱し、空気を使うとき吸熱しますからこの熱を上手く処理しないと損失ばかりで
名ばかりのエコカーとなってしまうのは必然です。(エコエアカーと同じく繰りで無いことだけ明言しておきます

予混合圧縮着火(Homogeneous Charge Compression Ignition ) HCCIエンジンと言う物が低公害・高効率として一部では開発をされているようです。

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