JPH1089075A - 振り子ピストンをエネルギ保存サイクルとする装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 往復ピストンクランク機関には死点乃至死点
後３０°の動力変換効率が非常に悪い部分があり、従来
技術ではこの部分で最大の熱エネルギの略全部を消費す
るため、大部分の熱エネルギが摩擦損失の増大等に消費
されて、動力変換効率の絶好機には熱エネルギが殆ど無
くなり、熱効率が大低減するし、燃焼室容積が急拡大し
て低圧低温の最悪の燃焼条件に急移行する極度の非定容
燃焼となって排気ガス公害が大増大します。 【解決手段】 本発明は、２段燃焼室２段ピストンとし
て、死点近傍に限定した隔離燃焼とするため、拡径燃焼
室の例えば５分の１に縮径した縮径主燃焼室内隔離燃焼
として、死点近傍での熱エネルギ使用量（ピストンの行
程容積）を２５分の１等僅少として、大部分の熱エネル
ギ（２５分の２４−漏洩量）は保存貯金により大増大
（燃料を節減して圧力を大上昇する）して、最大軸受荷
重位置を絶好機前半側に移動して、熱効率を大上昇して
排気公害を大低減します。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンの往復運
動を回転動力に変換するエネルギ変換効率を高めるた
め、振り子運動クランク機構を採用すると共に、力学的
エネルギ保存の法則を利用して、死点後の所定期間に亘
って例えば５分の１等に縮径した縮径主燃焼室内隔離燃
焼として、死点近傍でのエネルギ使用量（ピストン行程
容積）を僅少として燃料の節減を図ると共に、大部分の
熱エネルギは保存貯金により大増大して（圧力上昇し
て）、隔離解除時（死点後クランク角度で３０°乃至７
０°）に最高燃焼圧力に近づけることにより、死点後６
０°（以後クランク角度を省略する）前後のエネルギ変
換効率の絶好機前半前後（図１Ｂ参照）の回転動力を大
増大すると同時に、近似定容燃焼として公害の大低減を
図るエネルギ保存サイクルとする装置及び方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】特願平７─７９２９２（第１出願）の概
要は、通常の往復ピストンサイクルをエネルギ保存サイ
クルとする手段のうち、主として縮径主燃焼室内隔離燃
焼水噴射してエネルギ変換（低温の過熱水蒸気に大変
換）により拡径燃焼室を大幅に低温低圧の燃焼室として
断熱無冷却機関を提供するものです。特願平８─２７２
０７（第２出願）の概要は、特別発明の逆振り子ピスト
ンサイクルを多種類のエネルギ保存サイクルとしたもの
です。特願平８─７８４１４（優先権主張第３出願）の
概要は、通常の往復ピストンサイクルをエネルギ保存サ
イクルとするための主要部を説明したものです。特願平
８─１２２１１４（優先権主張第４出願）の概要は、通
常の往復ピストンサイクルをエネルギ保存サイクルとす
る方法及び装置を提供したものです。特願平８─１７２
７５２（優先権主張第５出願）の概要は、特別発明の振
り子ピストンをエネルギ保存サイクルとする方法及び装
置を提供したものです。従って、いずれも適宜に縮径さ
れた縮径主燃焼室内隔離燃焼により、死点乃至死点後３
０°付近の回転動力変換効率の最悪機には、熱エネルギ
は保存貯金により大増大（少量の燃料で圧力を大上昇さ
せる）して、回転動力変換効率の絶好機前半付近で大回
転力として、熱効率を大上昇すると共に、近似定容燃焼
及び隔離解除時燃焼により公害の大低減を図るもので
す。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、エネルギ
保存サイクルとすると、熱効率を大上昇しながら公害の
大低減が可能なのに加えて、限りなく多くの構成が可能
なため、多くの構成を提供しておりますが、とくに振り
子ピストンクランク機構が構造簡単で小型軽量大出力に
出来るため、発明を継続するものです。即ち、往復ピス
トンクランク機構には、死点乃至死点後３０°付近に動
力変換効率の非常に悪い部分があり、従来技術ではこの
部分で最大の熱エネルギ（圧縮圧力以上の熱エネルギ）
の略全部を消費するため、大部分の熱エネルギが摩擦損
失の増大等に使用されて、動力変換効率の絶好機には熱
エネルギが殆ど無くなり、熱効率が大低減するし、燃焼
の初期から燃焼室容積が急拡大するため、低圧低温の極
度の非定容燃焼となり、最悪の燃焼条件燃焼に急移行す
るため、未燃分低減燃焼にするとＮＯｘ増大燃焼とな
り、ＮＯｘ低減燃焼にすると未燃分増大燃焼となって、
排気ガス公害が大増大して、熱効率が大低減して技術の
壁に衝突する通常の課題があります。

【０００４】そこでこの発明は、エネルギ保存サイクル
とする装置及び方法として、図１・図２の如く死点に近
い部分に限定して、例えば５分の１に縮径した（以下５
分の１に縮径した例に統一して説明する）縮径主燃焼室
内隔離燃焼（図１Ａ・図２Ａ・図３Ａ）として、死点近
傍でのエネルギ使用（ピストンの行程容積）を２５分の
１等必要最小限として燃料の大節減を図り、大部分の熱
エネルギ例えば２５分の２４等の熱エネルギは保存貯金
により大増大（圧力大上昇）して、死点後の最適時に縮
径主燃焼室内隔離燃焼を解除して、例えば死点後６０°
前後に最大熱エネルギ使用量又は最大軸受荷重を移動し
て、例外として超小型高速機関では図１Ａの死点後３０
°直前の隔離解除も有効として、死点後６０°乃至９０
°の絶好機前半（以下死点後６０°乃至９０°を絶好機
前半と称す）前後で熱エネルギを集中使用することで、
結果として同一圧縮比での熱効率と比出力を飛躍的に上
昇すると共に、圧縮比の大上昇を可能にして、通常の全
燃焼期間（４０°乃至６０°）を縮径主燃焼室内隔離燃
焼及び該隔離解除燃焼として、高温高圧の最良の燃焼条
件のままの近似定容燃焼長時間持続して、定容燃焼に大
接近（以下近似定容燃焼と称す）させて、完全燃焼短時
間終了させると共に、隔離解除時の最大圧力差による超
高速攪拌混合燃焼により更に完全燃焼短時間終了させ
て、未燃分を排出する可能性を皆無にすることで、ＮＯ
ｘの大低減に専念可能として公害の大低減を図る、エネ
ルギ保存サイクルとする装置及び方法を提供することを
主目的とします。

【０００５】本発明の他の目的は、完全弾性衝突では衝
突の際に運動エネルギーが減少しないことが証明されて
おり、時計の振り子運動も運動エネルギの減少損失が非
常に少ないため、ピストンの往復運動を運動エネルギの
減少損失が最も少ないエネルギ保存サイクルとする装置
及び方法とすることである。本発明の他の目的は、通常
の全燃焼期間を最高燃焼圧力・最高燃焼温度の最良の燃
焼条件のままの燃焼期間及び／適宜に水噴射を追加した
過熱水蒸気質量にエネルギ変換した高圧中温長時間隔離
燃焼により及び／更に隔離解除時の大圧力差による燃焼
ガス超高速噴射攪拌燃焼により、石油・プロパン・水素
・天然ガス・メタノール等のあらゆる燃料を、サイクル
数・燃料点火方式・掃気方式を問わずに中温完全燃焼終
了させて、ＮＯｘと未燃分を同時に皆無に近づけるエネ
ルギ保存サイクルとする装置及び方法とすることであ
る。本発明の他の目的は、運動エネルギの減少損失を大
低減すると共に死点近傍では大部分の熱エネルギを保存
貯金により大増大して、絶好機前半前後に集中使用する
ことで熱効率７０％前後の完全往復機関を含むエネルギ
保存サイクルとする装置及び方法とすることである。本
発明の他の目的は、振動が少なく、小型軽量大出力及び
超大型軽量大出力のエネルギ保存サイクルとする装置及
び方法とすることである。本発明の他の目的は、縮径主
燃焼室内希薄燃焼及び理論空燃比燃焼及び燃料過剰燃焼
及び比出力増大燃焼（超ショートストローク機関が可能
な燃焼）としたエネルギ保存サイクルとする装置及び方
法とすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題に鑑
み、ピストン下降に伴って急激に燃焼室容積が増大して
温度低下する、従来技術の極度の非定容燃焼（図１Ｄ）
による公害増大燃焼を改良して、例えば死点近傍に限定
して５分の１に縮径した縮径主燃焼室内隔離燃焼（図１
Ａ・図２Ａ・図３Ａ）として、後述するエネルギ保存サ
イクルにすると共に、副産物の定容燃焼に大接近した近
似定容燃焼として、通常の全燃焼期間（４０°乃至６０
°）を最高燃焼圧力最高燃焼温度の最良の燃焼条件のま
まの燃焼及び／それ以上の最大圧力差による隔離解除時
超高速燃焼ガス噴射攪拌混合燃焼として、燃焼そのもの
を大改良して未燃分の残留する要素を皆無に近づけなが
ら、該近似定容燃焼に相当する熱エネルギの使用量（縮
径ピストン の行程容積）として、例えば従来技術の容
積増大を１として２５分の１の容積増大する近似定容燃
焼では、熱エネルギの使用量が２５分の１で２５分の２
４−漏洩量の熱エネルギは力学的エネルギ保存の法則及
び近似定容燃焼により、縮径主燃焼室に保存貯金されて
大増大（圧力大上昇）（図１Ａ）するため、燃料燃焼質
量の大低減が可能になり、隔離解除時（図１Ｂ）に大増
大した２５分の２４の熱エネルギが絶好機前半前後に集
中高速噴射使用されるため、略最大圧力差で燃焼ガスの
超高速噴射攪拌混合燃焼により超最良の燃焼条件燃焼と
して及び／絶好機に軸受荷重が最大となるため超大回転
力として及び／縮径主燃焼室内燃料過剰燃焼及び理論空
燃比燃焼及び希薄燃焼を含めた大回転力公害大低減燃焼
及び／熱効率と軽量大比出力同時大上昇が可能なエネル
ギ保存サイクルとする装置及び方法とします。

【０００７】又、残留ガスの多い縮径主燃焼室内隔離燃
焼によりＮＯｘの低減燃焼としますが、燃焼室が次第に
大型になると燃焼温度も次第に上昇してＮＯｘ増大燃焼
となるため、適宜に水噴射装置を追加して、高温の燃焼
ガス温度を低温の過熱水蒸気質量容積にエネルギ変換し
て、拡径燃焼室を大幅に低温低圧の燃焼室兼無駄容積と
して及び／縮径主燃焼室内希薄燃焼及び理論空燃比燃焼
及び燃料過剰燃焼として及び／死点近傍の振動要素を大
低減して大幅に拡径軽量化可能な拡径燃焼室として及び
／大幅に低温低圧の拡径燃焼室により断熱無冷却機関を
可能にして及び／超ショートストローク機関を可能にし
て、選択幅の非常に広いエネルギ保存サイクルとする装
置及び方法とします。即ち、従来技術をエネルギ保存サ
イクルにすると懸案が略全部解決されるため、同一圧縮
比でも機械損失を大低減しながら圧縮比を大上昇した以
上の効果があるため、従来技術最高の熱効率５５％を火
花点火機関で越える予想ですが、熱効率７０％前後の完
全往復機関を得るためには、更に運動エネルギの減少損
失を１０％前後低減して皆無に近づける必要があると予
想しております。即ち、完全弾性衝突では衝突の際に運
動エネルギが減少しないことが証明されており、時計の
振り子の往復運動も運動エネルギの減少損失が非常に少
ない往復運動として使用されております。従ってピスト
ンの往復運動を完全弾性衝突に近づけると共に、クラン
ク機構も振り子運動クランク機構に置換して、振り子ピ
ストンにより運動エネルギの減少損失を１０％前後低減
して、振り子ピストンをエネルギ保存サイクルとする装
置及び方法により熱効率７０％前後の完全往復機関を含
めることを予定するものです。

【０００８】クランク機構には、死点乃至死点後３０°
の動力変換効率の非常に悪い部分が（図１Ｄ）あり、従
来技術ではこの部分で最大（圧縮圧力以上）の熱エネル
ギの略全部を消費するため、大部分の熱エネルギが摩擦
損失の増大等に消費されて、絶好機には熱エネルギが殆
ど無くなり、回転力が大低減するし、ピストンの下降と
共に燃焼室容積が急激に増大するため、燃焼温度が急降
下して最悪の燃焼条件に急移行する極度の非定容燃焼と
なり、排気ガス公害が大増大して熱効率が大低下するた
め、本発明は、死点近傍での熱エネルギ使用量（ピスト
ン行程容積）は、必要最少限として燃料を節減して保存
貯金（図１Ａ）により大増大して、動力変換効率の絶好
機前半前後に集中使用することで、最大軸受荷重を絶好
機に近づけて大回転力とする及び／熱効率及び軽量大比
出力を同時に大上昇して及び／近似定容燃焼及び隔離解
除時燃焼により未燃分の残留する可能性を皆無に近づけ
て及び／燃焼法の改良により残留ガスの大増大及びＮＯ
ｘの大低減を可能にして及び／近似定容燃焼により縮径
主燃焼室内水噴射の追加を可能にして断熱無冷却機関を
可能にして／サイクル数・燃料点火方式・燃料の種類・
掃気方式を問わず公害大低減燃焼として／エネルギ損失
及び機械損失を大低減して圧縮比を大増大した以上の効
果（図１Ｂ）を発生させます。即ち、一方向空気流路を
具備することで、死点近傍に限定した例えば５分の１に
縮径した縮径主燃焼室内隔離燃焼として、略２５分の２
４の熱エネルギは縮径主燃焼室に保存貯金により大増大
して、大部分の熱エネルギは略最大圧力差による、速度
形動圧大熱エネルギ＋容積形熱エネルギとして両頭拡径
ピストンの頭部に噴射して、従来技術では熱エネルギが
殆ど残っていない絶好機前半（図１Ｃ）を含めて集中使
用することで、圧縮比を大増大した以上の大回転力を発
生させて、２酸化炭素の排出量の大低減を図ります。

【０００９】以上で説明のように、改良箇所が死点近傍
の動力変換効率が非常に悪い部分に集中するため、解決
手段も殆ど類似で説明が微妙で多様となります。即ち、
振動は主として死点近傍で軸受荷重が急増大しても回転
動力に変換されないため増大しており及び／超大型軽量
大出力及び小型軽量大出力とするためには、高圧燃焼室
を小径に低圧燃焼室は大径にするのが良く及び／燃料過
剰燃焼及び理論空燃比燃焼及び希薄燃焼を同時に得るに
は、縮径主燃焼室が好ましく及び／熱効率を上昇させる
ためには、最大軸受荷重を死点近傍から絶好機前半側に
移動するのが良く及び／公害低減燃焼は、近似定容燃焼
と隔離解除時燃焼の２段燃焼を必須として及び／構造を
簡単にするには、振動を低減して大拡径により気筒数を
低減します。従って、いずれの場合も死点近傍に限定し
て、例えば５分の１に縮径した縮径主燃焼室内隔離燃焼
として、最大燃焼圧力の上昇による最大軸受荷重を２５
分の１等に大低減して振動を大幅に抑制すると共に、大
幅に薄肉の縮径主燃焼室及び拡径燃焼室として超大型軽
量大出力等を可能にして、隔離解除時燃焼により略最大
圧力差で大増大した大部分の熱エネルギを集中噴射し
て、絶好機前半側に最大軸受荷重を移動して、熱効率を
大上昇すると共に、近似定容燃焼と隔離解除時燃焼によ
り公害の大低減を図ります。

【００１０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明するが、実施例と既説明とその構
成が略同じ部分には、同一の名称又は符号を付してその
重複説明は省略し、特徴的な部分や説明不足部分は順次
説明する。又、発明の意図する所及び予想を具体的に明
快に説明するため数字で説明しますが数字に限定するも
のではありません。図３・図４を参照して、振動を低減
すると共に、振り子ピストンクランク機関を、エネルギ
保存サイクルとする装置及び方法の第１実施例を説明す
ると、この発明は、通常の全熱発生期間の全部を、高温
高圧の最良の燃焼条件燃焼（近似定容燃焼）として水噴
射の追加を可能にして及び／それ以上の大圧力差による
超高速噴射攪拌混合燃焼（隔離解除時燃焼）により、燃
料の種類及び燃料点火方式及びサイクル数及び掃気方式
を問わず、あらゆる燃料を急速に完全燃焼終了させる縮
径主燃焼室内隔離燃焼を採用するため、ＮＯｘの低減に
専念することで未燃分と同時に皆無に近づけるもので
す。従って、燃焼温度の低減が最大の課題となり、残留
ガスの増大及び大型燃焼室ではエネルギ変換手段（水噴
射装置）の追加により燃焼温度を低減して、ＮＯｘと未
燃分を同時に皆無に近づけると共に断熱無冷却機関も可
能にします。両頭拡径ピストンの対向往復運動を噛み合
い同期手段１兼機械式過給機２により同期させて、更に
振動を低減して両頭拡径ピストンの外径を５ｍ以上に挑
戦するのが好ましく、２サイクルとして左右交互に爆発
する完全弾性衝突にすると更に好ましく、更に、通常の
ピストン棒を振り子腕に置換して、振り子ピストンクラ
ンク機構により時計の振り子運動に大接近させて、運動
エネルギの減少損失を１０％前後低減するのが更に好ま
しい。

【００１１】図３・図４では対向に設けたシリンダ内
の、内死点３・３と外死点３・３との間で対向往復運動
する２つの両頭拡径ピストン（図３は内死点位置）を設
けて、その両側頭部を適宜の凹部４・４・４・４（図３
は皿状の凹部）とすることで、隔離解除時に縮径主燃焼
室から略最大圧力差で超高速噴射される、速度形動圧大
熱エネルギ＋容積形熱エネルギを有効利用すると共にシ
リンダの熱負荷を低減する構成にして、縮径主燃焼室内
隔離燃焼期間を長さによって選定すると共に、漏洩量を
選択可能にする縮径ピストンを、適宜の凹部４・４・４
・４の略中央より突出させて、その外周面に両頭拡径ピ
ストンの運動方向に直交する環状の凹凸５を多段に設け
て、その先端の凸部を幅広として後端を適宜に残して外
周に運動方向に斜めに延びる騒音低減溝１１を設けて、
噴射燃焼ガスの噴射方向を制定すると共に、騒音の低減
を図り、両頭拡径ピストンの円筒部略中央には、振り子
腕を挿入れる振り子穴６・６及びピストン側カム７・７
を半円軌道８・８と共に対向に設けて、両頭拡径ピスト
ンの往復運動により振り子腕が上下左右に揺動して、振
り子腕の揺動によりピストン側カム７・７が回転自在に
半円軌道８・８上を揺動可能にして、図４の如く、高圧
燃焼ガスを噴射すると共に冷却損失を大低減するため、
縮径ピストン及び適宜の凹部４を耐熱耐蝕材９及び断熱
材１０で形成させて、夫夫のシリンダにはシリンダヘッ
ドを設けて、その拡径燃焼室側を適宜の凹部４と略同形
に適宜の凸部１４を突出させて、その略中央には、例え
ば拡径燃焼室の５分の１等に縮径された縮径主燃焼室を
夫夫具備して、その内部を耐熱耐蝕材９及び断熱材１０
により形成させて耐熱耐蝕断熱構造とします。

【００１２】中央の縮径主燃焼室はそれぞれを連通させ
ることで構造簡単・小型軽量として、燃料点火方式を圧
縮点火方式とする場合は、夫夫の縮径主燃焼室に燃料の
種類に合わせて燃料噴射装置１８を適宜に具備して、図
にないグロー熱面等を通常の如く追加し、火花点火方式
とするときは、夫夫の縮径主燃焼室に燃料の種類に合わ
せて適宜に燃料噴射装置１８及び図にない点火栓等を具
備し、縮径主燃焼室が次第に大きくなると、同一燃焼期
間（同一クランク角度）の燃焼燃料質量及び燃焼時間が
次第に増大して、高温燃焼となるため残留ガスの増大及
び隔離燃焼期間の短縮では、ＮＯｘの低減が次第に困難
になるため、縮径主燃焼室内に高圧高温の水を噴射する
エネルギ変換手段の水噴射装置１９を夫夫適宜に追加し
て、その水を加熱する手段として、更に図７乃至図１０
に示す任意の排気部熱交換手段４１及び縮径部熱交換手
段４２及び燃焼部熱交換手段４３のうち少なくとも１手
段以上を選択可能にして、ＮＯｘの生成を大抑制すると
共に／拡径燃焼室を大幅に低温低圧の燃焼室として断熱
無冷却機関を可能にすると共に／近似定容燃焼及び隔離
解除時燃焼により未燃分の残留する可能性を排除して公
害の大低減を図ります。例えば両頭拡径ピストンの５分
の１に縮径された縮径ピストンは、行程容積が２５分の
１に縮少されるため、熱エネルギの使用量が２５分の１
となり、漏洩のない場合は、２５分の２４の熱エネルギ
が縮径主燃焼室に保存貯金されて大増大するため、燃料
を大節減しながら熱エネルギは大増大して（図１Ａ）、
水噴射を追加した断熱無冷却機関を可能にして、隔離燃
焼解除により絶好機前半側に最大軸受荷重を移動（図１
Ｂ）して大回転力を発生し、近似定容燃焼及び隔離解除
時燃焼により公害の大低減を可能にして、その２段燃焼
により略最大圧力差の燃焼ガスを超高速噴射攪拌混合燃
焼（図１Ｂ）させて、未燃分の残留する可能性を略皆無
にします。

【００１３】即ち、従来技術では図１Ｄの如く動力変換
効率が最悪の死点近傍（死点乃至死点後３０°）で、最
大（圧縮圧力以上）の熱エネルギの略全部を消費（使用
量だけ減少）するため、大部分の熱エネルギが摩擦損失
の増大等に消費されて、絶好機に熱エネルギが僅少とな
って、熱効率の大低減となるため、死点後３０°までは
縮径主燃焼室内隔離燃焼を通常とし、例外として小型高
速機関の３０°前隔離燃焼解除を可能として、死点近傍
での熱エネルギの使用量を必要最少とするのが好まし
い。従って、縮径ピストンの突出長さを加減して隔離燃
焼期間を選定しますが、隔離解除時に略最大圧力差で完
全燃焼終了ガスを主として噴射攪拌燃焼／又は未燃焼ガ
スを超高速噴射攪拌燃焼させて完全燃焼終了させます
が、縮径主燃焼室内理論空燃比燃焼又は燃料過剰燃焼又
は主として希薄燃焼の極限を可能にすると共に、死点近
傍に限定して圧縮圧力以外の燃焼最大軸受荷重を、例え
ば従来技術の２５分の１等に大低減して、最大軸受荷重
を絶好機前半側に移動して振動エネルギを大低減します
が、隔離解除時の騒音を低減しながら、高速噴射攪拌完
全燃焼終了させる手段を必要とします。従って図４の如
く縮径ピストンの外周面には、両頭拡径ピストンの運動
方向に直交する環状の凹凸５を多数設けて、その先端の
凸部を幅広として、その元部を適宜に残してその外周面
に、両頭拡径ピストンの運動方向に対して斜めに延びる
複数の騒音低減溝１１を設けて、騒音を低減すると共
に、高速噴射ガスの噴流を制定して攪拌混合燃焼を促進
し、両頭拡径ピストンに効果的に噴射して回転力の増大
を図ります。縮径主燃焼室内隔離燃焼としてエネルギ保
存サイクルとするために必須の構成は、縮径主燃焼室と
拡径燃焼室を連通して、縮径主燃焼室に向かう流れだけ
を可能にするリード弁を含む適宜の逆止弁２０を設けた
一方向空気流路２１を、シリンダヘッドに少なくとも１
組以上設けることです。この一方向空気流路２１により
圧縮動力の増大を最少にして圧縮比の上昇を可能にする
と共に、エネルギ保存サイクルとして、例えば５分の１
に縮径された縮径主燃焼室内隔離燃焼として、近似定容
燃焼及び隔離解除時燃焼の２段燃焼により、公害及び摩
擦損失を大低減すると共に、保存貯金により燃料を節約
しながら最高燃焼圧力を大上昇（熱エネルギを大増大）
して最大軸受荷重を絶好機前半側（図１Ｂ）に移動し
て、大部分の熱エネルギを大回転動力に変換して、熱効
率の大上昇及び公害の大低減を図ります。

【００１４】図３・図４・図５の如く両頭拡径ピストン
を夫夫収容して左右に夫夫拡径燃焼室を構成させたシリ
ンダの円筒部略中央には、夫夫の両頭拡径ピストンの往
復運動により振り子腕が振り子運動して、夫夫の下端に
枢支したクランク軸２５を回転させて動力を得るため、
シリンダ穴２２・２２を貫通して、夫夫の拡径燃焼室か
ら排気する排気出口２３を夫夫に適宜に設けて、夫夫の
拡径燃焼室を掃気する掃気入口２４を夫夫に適宜に設け
て、例えば縮径主燃焼室の５倍に拡径した拡径燃焼室を
構成させます。即ち、拡径燃焼室は縮径主燃焼室内隔離
燃焼により水噴射装置１９の追加も可能なため、死点近
傍の最大軸受荷重を２５分の１等に低減した、大幅に低
振動及び低温・低圧のため、従来技術より大拡径及び断
熱無冷却及び大幅に薄肉軽量大出力が可能になります。
両頭拡径ピストンの対向往復運動により振り子運動をす
る振り子腕が、上下にも往復動容易に振り子腕の下端に
クランク軸２５・２５を枢支して、その振り子腕の中間
を、半円軌道８・８を移動しながら回転自在に支持され
たピストン側カム７・７の間に夫夫挿入れて、その振り
子腕の上端も、半円軌道８・８を移動しながら回転自在
に支持された本体側カム２６・２６の間に夫夫挿入れ
て、両頭拡径ピストンの対向往復運動により夫夫の振り
子腕が左右上下に揺動して、クランク軸２５・２５を回
転させて動力を伝達します。両頭拡径ピストンの対向往
復運動を同期させる噛み合い同期手段１兼機械式過給機
２を、先の出願に記載の機械式過給機３１及び同期手段
３２を含めて適宜に構成させて、クランク軸２５・２５
に固着し、図７乃至図１０の如くその空気出口２７を掃
気入口２４に連絡し、その空気入口２８は通常のターボ
過給機２９の出口を介してその空気入口２８に連絡し、
ターボ過給機２９は通常の如く排気出口２３に連絡して
排気により運転し、機械式過給機２を使用しないとき
は、ターボ過給機により直接拡径燃焼室を掃気入口２４
より掃気します。

【００１５】出力の小さい場合や、出来るだけ簡単に構
成する場合等には、図２の第２実施例にしてもよい。即
ち、超大型の縮径主燃焼室内隔離燃焼では、振動を極限
まで低減して、大出力の極限及び低振動の極限を極める
ため、対向ピストンを同期させますが、エネルギ保存サ
イクルでは死点近傍に限定して最大軸受荷重等を例えば
２５分の１等に大低減するため死点近傍で振動に変換さ
れる熱エネルギが従来技術の２５分の１等と少ないため
振動も少なくなる予定で、絶好機前半側に近づいてから
隔離燃焼解除するため、従来技術の振動エネルギを回転
動力に変換して大回転力とするものです。従って、図２
の第２実施例としても振動を大低減して大回転力が得ら
れるため実用化可能と予想しております。又、第１実施
例の両頭拡径ビストンが１箇となるため図にない動弁機
構及び吸気弁を設けて４サイクル機関とすることが可能
です。図２は運動エネルギの減少損失の低減（完全弾性
衝突及び振り子運動として）及び比出力の増大及びシリ
ンダの熱負荷を低減した２サイクルユニフロー掃気振り
子ピストンエネルギ保存サイクル機関としたもので、従
って、排気出口２３を排気弁３０及び掃気入口２４に置
換したものです。他の相違点は図５のクランク軸２５が
１本になるため、噛み合い同期手段１が不用になり、任
意の機械式過給機２として及び／又は、ターボ過給機２
９との２段過給方式とする及び／又は、いずれか１つの
過給機を使用した上記２サイクル機関とするのが好まし
い。

【００１６】図５乃至図１０は、特願平８−１７２７５
２（優先権主張第５出願）の図５乃至図１０をそのまま
引用したものです。例えば図３の、夫夫の両頭拡径ピス
トンの対向往復運動を同期させる噛み合い同期手段１兼
機械式過給機２は、２つの歯車を噛み合わせて夫夫のク
ランク軸２５を回転させる（噛み合い送風機を含む）こ
とで、図５の如く噛み合い同期手段１兼機械式過給機２
を構成させて、通常の如く（図７乃至図１０参照）空気
入口２８から空気出口２７より送出しますが、噛み合い
同期手段１兼機械式過給機２を機械式過給機２として使
用しない場合は、噛み合い同期手段１として使用し、図
２の如く、噛み合い同期手段１が不用の場合は、図にな
いはずみ車を通常の如く設けて使用します。又、従来技
術ではクランク軸２５に１気筒（１燃焼室）を連結しま
すが、振り子ピストンクランク機構では２気筒（２拡径
燃焼室）を連結するため、多気筒機関とする場合は、ク
ランク軸１本の図２では、２気筒・４気筒・６気筒と２
気筒刻みに多気筒とし、クランク軸２本の図３では、４
気筒・８気筒・１２気筒と４気筒刻みで多気筒機関とし
ます。図６の逆止弁２０は縮径主燃焼室と拡径燃焼室を
連通して、縮径主燃焼室に向かう流れのみ可能にする一
方向空気流路２１を構成させるためのもので、シリンダ
ヘッドに一方向空気流路２１を形成できればリード弁を
含めて逆止弁２０の構成を問いませんが、拡径燃焼室側
から挿入れ固着すると、逆止弁２０の熱負荷を低減して
縮径主燃焼室の無駄容積を拡大できるため、超希薄燃焼
２サイクル機関を主流とするために好ましい。従って図
６の逆止弁２０を、その弁座３６に弁体３７を弁バネ３
８により押圧付勢した状態で一方向空気流路２１に拡径
燃焼室側から挿入れ固着して、一方向空気流路２１を形
成させます。又、一方向空気流路２１より噴射する空気
流により乱れを形成させて、噴射燃料の燃焼を促進させ
る斜め空気流路３９は、縮径ピストンにより閉鎖されな
い近傍の耐熱耐蝕材９又はその部位に設けるのが好まし
い。

【００１７】縮径主燃焼室内隔離燃焼にすると、ピスト
ンサイクルを近似定容燃焼及び隔離解除時燃焼の２段燃
焼により、未燃分の残留する可能性が殆ど無いエネルギ
保存サイクルとして、多種多様のエネルギ保存サイクル
が可能ですが、近似定容燃焼にすると希薄燃焼の極限に
しても、大型燃焼室では保存貯金により最高燃焼圧力が
大上昇して、残留ガスを極限まで増大して隔離燃焼期間
を極限まで短縮しても、ＮＯｘ増大燃焼となるため、縮
径主燃焼室内に水噴射装置１９を追加したエネルギ保存
サイクルとして、各種の中温隔離燃焼を可能にします。
図７乃至図１０を参照して、各種中温隔離燃焼を説明
すると、図７のＡ型エネルギ保存サイクルとする装置及
び方法では、上述の如く未燃分を排出する可能性が少な
いため、燃料の節減（縮径主燃焼室内超希薄燃焼）及び
残留ガスの増大によりＮＯｘの低減に専念して、公害の
大低減を図り、縮径主燃焼室隔離解除時燃焼により更に
未燃分を皆無にして、拡径ピストンの頭部に速度形動圧
大熱エネルギ＋静圧熱エネルギとして噴射して、拡径燃
焼室で大回転動力に変換して、大出力を発生させて排気
出口２３より排出し、その排気によりターボ過給機２９
を運転して吸入空気を加圧し、排気を排気部より排気し
ます。加圧された空気はそのまま空気出口２７より拡径
燃焼室を掃気しても良く、更に空気入口２８を介して機
械式過給気により加圧して、拡径燃焼室の掃気入口２４
に超高過給を選択可能として、一方向空気流路２１及び
縮径ピストンを活用した縮径主燃焼室内隔離燃焼に移行
します。

【００１８】図８のＢ型エネルギ保存サイクルとする装
置は、次第に燃焼室が大型になるとＮＯｘの増大燃焼に
移行するため、Ａ型エネルギ保存サイクルに水噴射装置
１９を追加して、高温の燃焼ガス温度を低温の過熱水蒸
気質量容積にエネルギ変換して、保存貯金により最高燃
焼圧力が大幅に上昇しても、希薄燃焼及び残留ガスの増
大にエネルギ変換手段（水噴射装置）を追加して、中温
高圧縮径主燃焼室内隔離燃焼によりＮＯｘの生成を皆無
に近づけるものです。従って、図４に示すように水噴射
装置１９を適宜に追加して及び／又は燃料噴射装置１８
と水噴射装置１９を適宜に合体して、任意の排気部熱交
換手段４１で加熱された高圧高温水を、コントロール装
置４０により制御される夫夫の水噴射装置１９より噴射
するエネルギ変換手段の追加により、最高燃焼圧力を大
幅に上昇可能な中温高圧隔離燃焼として、ＮＯｘの生成
を皆無に近づけます。図９のＣ型エネルギ保存サイクル
とする装置は、Ｂ型エネルギ保存サイクルに縮径部熱交
換手段４２を追加して、さらに高温に加熱された大量の
高圧高温水を、コントロール装置４０により夫夫の水噴
射装置１９より噴射して、エネルギ変換量の増大によ
り、縮径主燃焼室内理論空燃比及び燃料過剰及び希薄燃
焼を、最高燃焼圧力を大幅に上昇可能な、中温高圧隔離
燃焼としてＮＯｘの生成を皆無に近づけると共に、断熱
無冷却機関を提供可能にします。図１０のＤ型エネルギ
保存サイクルとする装置は、Ｃ型エネルギ保存サイクル
に燃焼部熱交換手段４３を追加して、更に高温に加熱さ
れた大量の高圧高温水を噴射可能にすることでエネルギ
変換量の大増大を可能にして、コントロール装置４０に
より制御される夫夫の水噴射装置１９より噴射して、最
高燃焼圧力を大幅に上昇可能な中温高圧隔離燃焼として
ＮＯｘの生成を皆無にします。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように多くの効
果を奏しますが、特に従来技術では、動力変換効率の最
も悪い死点乃至死点後３０°までに最大熱エネルギ（圧
縮圧力以上の熱エネルギ）の略全部（図１Ｄ）を消費
（使用分が減少）するため、回転動力に変換する効率が
非常に悪いのに加えて、摩擦損失の大増大により熱効率
が大低減しておりましたが、エネルギ保存サイクルとす
ることで死点乃至死点後３０°までの熱エネルギ使用量
を、例えば２５分の１等に大低減することにより、機械
損失及び燃料燃焼質量を大低減しながら、保存貯金によ
り熱エネルギを大増大（燃焼圧力を大上昇）して、２５
分の２４等の熱エネルギを適宜に漏洩させながら、縮径
主燃焼室内隔離燃焼解除することで、従来技術で圧縮比
を大増大した以上の大効果をエネルギ保存サイクルによ
り発生させて、大回転力により熱効率を大上昇させる効
果があり、又、従来技術では、死点乃至死点後３０°ま
でに最大熱エネルギの略全部を消費するため、燃焼室容
積が急拡大して低圧低温の最悪の燃焼条件に急移行し
て、燃焼が急速に悪化する極度の非定容燃焼のため、公
害の低減が非常に困難でしたが、エネルギ保存サイクル
の副産物の近似定容燃焼及び隔離解除時燃焼の２段燃焼
により残留ガスの大増大を可能にして及び／エネルギ変
換手段や熱交換手段の適宜追加により断熱無冷却機関を
可能にして、あらゆる大きさの縮径主燃焼室内隔離燃焼
により、燃料の種類及び点火方式及びサイクル数及び掃
気方式を問わずに、熱効率を大上昇してＮＯｘと未燃分
を同時に皆無に近づける大きな効果があります。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエネルギ保存サイクルのクランク角度
に対する燃焼室圧力の変化を従来技術と比較説明するた
めの概略グラフである。

【図２】本発明の両頭拡径ピストンの往復運動をエネル
ギ保存サイクルとすると共に完全弾性衝突及び振り子運
動を説明する第２実施例の一部断面図。

【図３】本発明の振動を極限まで低減すると共に振り子
ピストンをエネルギ保存サイクルとする第１実施例の一
部断面図。

【図４】本発明の縮径主燃焼室及び両頭拡径ピストンの
実施例を説明する一部断面図。

【図５】本発明の噛み合い同期手段及びクランク軸を説
明する一部断面図。

【図６】本発明の実施の形態に係る逆止弁の断面図。

【図７】本発明をＡ型エネルギ保存サイクルとする方法
の概略図。

【図８】本発明をＢ型エネルギ保存サイクルとする方法
の概略図。

【図９】本発明をＣ型エネルギ保存サイクルとする方法
の概略図。

【図１０】本発明をＤ型エネルギ保存サイクルとする方
法の概略図。

【符号の説明】

１：噛み合い同期手段 ２：機械式過給機 ３：死
点 ４：凹部 ５：環状の凹凸 ６：振り子穴
７：ピストン側カム ８：半円軌道 ９：耐熱耐
蝕材 １０：断熱材 １１：騒音低減溝 １２：
振り子側カム １３：平行軌道 １４：凸部 １８：燃料噴射装置
１９：水噴射装置 ２０：逆止弁 ２１：一方向空気流路 ２２：シリ
ンダ穴 ２３：排気出口 ２４：掃気入口 ２
５：クランク軸 ２６：本体側カム ２７：空気出
口 ２８：空気入口 ２９：ターボ過給機 ３
０：排気弁 ３６：弁座 ３７：弁体 ３８：弁
バネ ３９：斜め空気流路 ４０：コントロール装
置 ４１：排気部熱交換手段 ４２：縮径部熱交換
手段 ４３：燃焼部熱交換手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 75/28 Ｆ０２Ｂ 75/32 Ａ 75/32 Ｆ０２Ｄ 15/04 Ｈ Ｆ０２Ｄ 15/04 Ｆ０２Ｆ 3/00 Ｅ Ｆ０２Ｆ 3/00 3/28 Ｚ 3/28 Ｆ０２Ｂ 37/00 ３０１Ｈ

Claims (63)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内の左死点と右死点との間で往
   復運動する両頭拡径ピストンの左右略中央より適宜に縮
   径した縮径ピストンを突出し、シリンダの左右には夫夫
   シリンダヘッドを設けて、それぞれ前記縮径ピストンを
   収容して隔離燃焼可能に最適に縮径した縮径主燃焼室を
   形成させて、夫夫の縮径主燃焼室隔離燃焼及び隔離解除
   により両頭拡径ピストンが往復運動して、振り子腕に振
   り子運動させて、その振り子運動によりクランク軸を回
   転させて回転動力を得るエネルギ保存サイクルとする装
   置において、両頭拡径ピストンの内部及び本体側には、
   振り子腕の中間及び一端をそれぞれ挿入れ維持するピス
   トン側カム及び本体側カムを、半円軌道上に夫夫対向に
   設けて振り子腕の中間及び一端を夫夫挿入れ維持して、
   両頭拡径ピストンの往復運動により振り子腕の下端に回
   転自在に枢支されたクランク軸（２５）が回転して動力
   を伝達可能とし、縮径主燃焼室と拡径燃焼室を連通し、
   該縮径主燃焼室に向かう流れだけを可能にする逆止弁
   （２０）を設けた一方向空気流路を、夫夫に少なくとも
   一組以上有するエネルギ保存サイクルとする装置。
2. 【請求項２】 対向に設けたシリンダ内の外死点と内死
   点との間で対向往復運動する２つの両頭拡径ピストンの
   夫夫の左右略中央より適宜に縮径した縮径ピストンを突
   出させて、対向に設けた夫夫のシリンダにはシリンダヘ
   ッドを設けて、夫夫前記縮径ピストンを収容して隔離燃
   焼可能に最適に縮径した縮径主燃焼室を形成させて、夫
   夫の縮径主燃焼室内隔離燃焼及び隔離解除により両頭拡
   径ピストンが対向往復運動して、夫夫の振り子腕に振り
   子運動させて、その振り子運動により夫夫のクランク軸
   （２５）を回転させて動力を得る、エネルギ保存サイク
   ルとする装置において、前記両頭拡径ピストンの内部及
   び本体側には、夫夫振り子腕の中間及び一端を挿入れ維
   持するピストン側カム（７）及び本体側カム（２６）
   を、夫夫半円軌道上に夫夫対向に設けて夫夫振り子腕の
   中間及び一端を夫夫挿入れ維持して、両頭拡径ピストン
   の対向往復運動により、夫夫の振り子腕の下端に回転自
   在に枢支されたクランク軸（２５）が回転して動力を伝
   達可能とし、夫夫の縮径主燃焼室と拡径燃焼室を連通
   し、該縮径主燃焼室に向かう流れだけを可能にする逆止
   弁（２０）を設けた一方向空気流路（２１）を、夫夫に
   少なくとも１組以上有するエネルギ保存サイクルとする
   装置。
3. 【請求項３】 前記縮径ピストンは、その外周面に前記
   両頭拡径ピストンの運動方向に直交する環状の凹凸を適
   宜に設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載のエネルギ保存サイクルとする装置。
4. 【請求項４】 前記縮径ピストンは、その外周面に前記
   両頭拡径ピストンの運動方向に直交する環状の凹凸を多
   数設けて、その先端の凸部を幅広として外周面に、その
   凸部の下部を適宜に残して前記両頭拡径ピストンの運動
   方向に対して斜めに延びる複数の騒音低減溝（１１）を
   有する請求項１又は請求項２に記載のエネルギ保存サイ
   クルとする装置。
5. 【請求項５】 前記縮径主燃焼室に燃料を噴射する燃料
   噴射装置（１８）を夫夫に有し、該噴射燃料が前記一方
   向空気流路を通って流入する空気と前記縮径主燃焼室内
   で乱れを形成する請求項１乃至請求項４のいずれか１項
   に記載のエネルギ保存サイクルとする装置。
6. 【請求項６】 前記縮径ピストンは、前記縮径主燃焼室
   内に挿入れ維持されて、死点後の所定期間に亘って前記
   縮径主燃焼室内隔離燃焼の隔離期間を形成した請求項１
   乃至請求項５のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイ
   クルとする装置。
7. 【請求項７】 前記縮径主燃焼室内に水を噴射する水噴
   射装置（１９）を夫夫に有し、該水を加熱するための熱
   交換手段（４１）（４２）（４３）のうち少なくとも１
   手段以上を有する請求項１乃至請求項６のいずれか１項
   に記載のエネルギ保存サイクルとする装置。
8. 【請求項８】 前記逆止弁（２０）を具備した一方向空
   気流路を少なくとも１組以上設けて、該逆止弁を拡径燃
   焼室側から挿入れ固着した請求項１乃至請求項７のいず
   れか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする装置。
9. 【請求項９】 前記縮径主燃焼室及び前記縮径ピストン
   及び前記両頭拡径ピストンの頭部を、耐熱耐蝕材及び断
   熱材により耐熱耐蝕断熱構造とした請求項１乃至請求項
   ８のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする
   装置。
10. 【請求項１０】 前記縮径主燃焼室の耐熱耐蝕材（９）
    に一方向空気流路（２１）の斜め空気流路（３９）を設
    けた請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のエネ
    ルギ保存サイクルとする装置。
11. 【請求項１１】 前記両頭拡径ピストンの縮径ピストン
    突出部を皿状の凹部（４）とした請求項１乃至請求項１
    ０のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする
    装置。
12. 【請求項１２】 前記両頭拡径ピストンの縮径ピストン
    突出部を適宜の凹部（４）として、対応するシリンダヘ
    ッドを適宜の凸部とした請求項１乃至請求項１１のいず
    れか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする装置。
13. 【請求項１３】 前記両頭拡径ピストンの縮径ピストン
    突出部を平面部として、対応するシリンダヘッドを平面
    部とした請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする装置。
14. 【請求項１４】 前記縮径主燃焼室の耐熱耐蝕材（９）
    及び断熱材（１０）を貫通する火花点火用の点火栓を設
    けた請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のエ
    ネルギ保存サイクルとする装置。
15. 【請求項１５】 前記縮径主燃焼室の耐熱耐蝕材（９）
    及び断熱材（１０）を貫通してグロー熱面を設けて圧縮
    点火する請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする装置。
16. 【請求項１６】 前記縮径主燃焼室の耐熱耐蝕材（９）
    及び断熱材（１０）を貫通して燃料噴射装置（１８）を
    設けて燃料を噴射する請求項１乃至請求項１５のいずれ
    か１項に記載のエネルギ保存サイクルとする装置。
17. 【請求項１７】 前記燃料噴射装置（１８）を両頭拡径
    ピストンの運動方向に対向して縮径主燃焼室に設けて燃
    料を噴射する請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に
    記載のエネルギ保存サイクルとする装置。
18. 【請求項１８】 前記水噴射装置（１９）を、両頭拡径
    ピストンの運動方向に対向して縮径主燃焼室に設けて水
    を噴射する請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記
    載のエネルギ保存サイクルとする装置。
19. 【請求項１９】 前記両頭拡径ピストンの内部には、振
    り子腕の中間部を挿入れ維持するピストン側カム（７）
    を半円軌道（８）と共に対向に設けて振り子腕を挿入れ
    維持し、本体側上部にも振り子腕の一端を挿入れ維持す
    る本体側カム（２６）を半円軌道と共に対向に設けて振
    り子腕を挿入れ維持して、分割可能な振り子腕の下端に
    回転自在に枢支したクランク軸（２５）が、両頭拡径ピ
    ストンの往復運動により回転して動力を伝達可能にした
    請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載のエネル
    ギ保存サイクルとする装置。
20. 【請求項２０】 前記両頭拡径ピストンの内部には、振
    り子腕の中間部の振り子側カム（１２）を挿入れ維持す
    るピストン側平行軌道（１３）を対向に設けて振り子側
    カムを挿入れ維持し、本体側上部にも振り子腕の一端を
    挿入れ維持する本体側カム（２６）を半円軌道（８）と
    共に対向に設けて振り子腕を挿入れ維持して、分解可能
    な振り子腕の下端に回転自在に枢支したクランク軸が両
    頭拡径ピストンの往復運動により回転して動力を伝達可
    能にした請求項１乃至請求項１８のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする装置。
21. 【請求項２１】 前記両頭拡径ピストンの対向往復運動
    を同期させる噛み合い同期手段（１）を、夫夫のクラン
    ク軸（２５）の端部に設けて両頭拡径ピストンの対向往
    復運動を同期させる請求項２乃至請求項２０のいずれか
    １項に記載のエネルギ保存サイクルとする装置。
22. 【請求項２２】 前記両頭拡径ピストンの対向往復運動
    を同期させる噛み合い同期手段（１）兼機械式過給機
    （２）を、夫夫のクランク軸（２５）の端部に設けて両
    頭拡径ピストンの対向往復運動を同期させる請求項２乃
    至請求項２０のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイ
    クルとする装置。
23. 【請求項２３】 前記クランク軸の端部に機械式過給機
    を設けた請求項１乃至請求項２０のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする装置。
24. 【請求項２４】 前記クランク軸（２５）を回転させる
    ため、拡径燃焼室を含む気筒数を、２気筒刻みで２気筒
    ・４気筒・６気筒と増加して多気筒機関とする請求項１
    乃至請求項２３のいずれか１項に記載のエネルギ保存サ
    イクルとする装置。
25. 【請求項２５】 前記クランク軸（２５）を回転させる
    ため、拡径燃焼室を含む気筒数を、４気筒刻みで４気筒
    ・８気筒・１２気筒と増加して多気筒機関とする請求項
    ２乃至請求項２３のいずれか１項に記載のエネルギ保存
    サイクルとする装置。
26. 【請求項２６】 前記適宜に縮径された縮径主燃焼室内
    隔離燃焼を、燃料過剰燃焼とした請求項１乃至請求項２
    ５のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする
    装置。
27. 【請求項２７】 前記適宜に縮径された縮径主燃焼室内
    隔離燃焼を、燃料希薄燃焼とした請求項１乃至請求項２
    ５のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする
    装置。
28. 【請求項２８】 前記燃料は、主としてガソリンである
    請求項１乃至請求項２７のいずれか１項に記載のエネル
    ギ保存サイクルとする装置。
29. 【請求項２９】 前記燃料は、主として軽油である請求
    項１乃至請求項２７のいずれか１項に記載のエネルギ保
    存サイクルとする装置。
30. 【請求項３０】 前記燃料は、主として重油である請求
    項１乃至請求項２７のいずれか１項に記載のエネルギ保
    存サイクルとする装置。
31. 【請求項３１】 前記燃料は、主としてプロパンである
    請求項１乃至請求項２７のいずれか１項に記載のエネル
    ギ保存サイクルとする装置。
32. 【請求項３２】 前記燃料は、主として水素である請求
    項１乃至請求項２７のいずれか１項に記載のエネルギ保
    存サイクルとする装置。
33. 【請求項３３】 前記燃料は、主として天然ガスである
    請求項１乃至請求項２７のいずれか１項に記載のエネル
    ギ保存サイクルとする装置。
34. 【請求項３４】 前記燃料は、主としてメタノールであ
    る請求項１乃至請求項２７のいずれか１項に記載のエネ
    ルギ保存サイクルとする装置。
35. 【請求項３５】 圧縮過程・加熱過程・膨張過程・排気
    過程からなる往復ピストンサイクルであって、該加熱過
    程において、両頭拡径ピストンの左右の死点後の所定期
    間に亘って、適宜に縮径された縮径主燃焼室内隔離燃焼
    させることで、最適量の熱エネルギを隔離燃焼解除時ま
    で保存して、速度形熱エネルギ等として両頭拡径ピスト
    ンに噴射して、両頭拡径ピストンの往復運動により振り
    子腕の下端に軸支されたクランク軸が回転して絶好機前
    半付近の大回転力とするエネルギ保存サイクルとする方
    法。
36. 【請求項３６】 圧縮過程・加熱過程・膨張過程・排気
    過程からなる往復ピストンサイクルであって、該加熱過
    程において、対向に設けた夫夫の両頭拡径ピストンの内
    死点後及び外死点後の所定期間に亘って、縮径された縮
    径主燃焼室内隔離燃焼させることで、最適量の熱エネル
    ギを隔離燃焼解除時まで保存して、速度形熱エネルギ等
    として両頭拡径ピストンに噴射して、両頭拡径ピストン
    の対向往復運動により振り子腕の下端に軸支された夫夫
    のクランク軸が回転して絶好機前半付近の大回転力とす
    るエネルギ保存サイクルとする方法。
37. 【請求項３７】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼させるた
    め、該縮径主燃焼室と拡径燃焼室とを連通して、該縮径
    主燃焼室に向かう流れだけを可能にする逆止弁（２０）
    を設けた一方向空気流路（２１）を少なくとも１組以上
    設けて請求項３５又は請求項３６に記載のエネルギ保存
    サイクルとする方法。
38. 【請求項３８】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼を解除す
    る時期を、夫夫のピストンの死点後クランク角度で３０
    °前後から６０°前後として、速度形熱エネルギを両頭
    拡径ピストンに噴射する請求項３５乃至請求項３７のい
    ずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
39. 【請求項３９】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼を解除す
    る時期を、夫夫のピストンの死点後クランク角度で４０
    °前後から７０°前後として、速度形熱エネルギを両頭
    拡径ピストンに噴射する請求項３５乃至請求項３７のい
    ずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
40. 【請求項４０】 前記縮径された縮径主燃焼室内隔離燃
    焼させることで、定容燃焼に大接近させる近似定容燃焼
    とした請求項３５乃至請求項３９のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする方法。
41. 【請求項４１】 前記縮径された縮径主燃焼室内隔離燃
    焼を燃料過剰燃焼とした請求項３５乃至請求項４０のい
    ずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
42. 【請求項４２】 前記縮径された縮径主燃焼室内隔離燃
    焼を理論空燃比燃焼とした請求項３５乃至請求項４０の
    いずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方
    法。
43. 【請求項４３】 前記縮径された縮径主燃焼室内隔離燃
    焼を希薄燃焼とした請求項３５乃至請求項４０のいずれ
    か１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
44. 【請求項４４】 前記近似定容燃焼を、残留ガスの多い
    縮径主燃焼室内隔離燃焼により中温高圧燃焼として、夫
    夫の死点後の所定期間に亘って持続してＮＯｘと未燃分
    を同時に皆無に近づける請求項３５乃至請求項４３のい
    ずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
45. 【請求項４５】 前記近似定容燃焼を、残留ガスの多い
    縮径主燃焼室内隔離燃焼により中温高圧燃焼とするた
    め、該縮径主燃焼室内水噴射するエネルギ変換手段を追
    加して、夫夫の死点後の所定期間に亘って持続してＮＯ
    ｘと未燃分を同時に皆無に近づける請求項３５乃至請求
    項４４のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルと
    する方法。
46. 【請求項４６】 前記速度形熱エネルギの噴射を受ける
    両頭拡径ピストンの頭部を皿状の凹部（４）として、対
    応するシリンダヘッドを皿状の凸部（１４）とした請求
    項３５乃至請求項４５のいずれか１項に記載のエネルギ
    保存サイクルとする方法。
47. 【請求項４７】 前記速度形熱エネルギの噴射を受ける
    両頭拡径ピストンの頭部を平面部として、対応するシリ
    ンダヘッドも平面部とした請求項３５乃至請求項４６の
    いずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方
    法。
48. 【請求項４８】 前記速度形熱エネルギの噴射を受ける
    両頭拡径ピストンの頭部を任意の凹部（４）として、対
    応するシリンダヘッドを任意の凸部（１４）とした請求
    項３５乃至請求項４７のいずれか１項に記載のエネルギ
    保存サイクルとする方法。
49. 【請求項４９】 前記縮径ピストンを前記両頭拡径ピス
    トンの頭部略中央より縮径主燃焼室の縮径に応じて突設
    して、その外周面に前記両頭拡径ピストンの運動方向に
    直交する環状の凹凸を多数設けて、高圧燃焼ガスを多段
    に減圧して漏洩量を選定する請求項３５乃至請求項４８
    のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方
    法。
50. 【請求項５０】 前記縮径ピストンの外周面に、前記両
    頭拡径ピストンの運動方向に直交する環状の凹凸を多段
    に設けて、その先端の凸部を幅広として外周面に、該凸
    部の下部を適宜に残して、前記両頭拡径ピストンの運動
    方向に対して斜めに延びる複数の騒音低減溝（１１）を
    設けた請求項３５乃至請求項４９のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする方法。
51. 【請求項５１】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼を最適時
    に解除して、夫夫の死点後の絶好機前半付近の出力増大
    を図る請求項３５乃至請求項５０のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする方法。
52. 【請求項５２】 前記縮径主燃焼室に向かう流れだけを
    可能にする逆止弁を、拡径燃焼室側から挿入れ固着して
    一方向空気流路を形成させた請求項３５乃至請求項５１
    のいずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方
    法。
53. 【請求項５３】 前記縮径主燃焼室を縮径することで、
    高圧の縮径主燃焼室を小径薄肉軽量化すると共に、拡径
    燃焼室は大幅に低圧燃焼室として、大径薄肉軽量化した
    請求項３５乃至請求項５２のいずれか１項に記載のエネ
    ルギ保存サイクルとする方法。
54. 【請求項５４】 前記縮径主燃焼室を縮径することで、
    夫夫の死点付近での振動エネルギを大低減した請求項３
    ５乃請求項５３のいずれか１項に記載のエネルギ保存サ
    イクルとする方法。
55. 【請求項５５】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼に、該縮
    径主燃焼室内水噴射するエネルギ変換手段を追加して、
    拡径燃焼室を低温低圧燃焼室として、断熱無冷却機関を
    可能にした請求項３５乃至請求項５４のいずれか１項に
    記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
56. 【請求項５６】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼により、
    最良の燃焼条件のままの近似定容燃焼期間を大延長した
    請求項３５乃至請求項５５のいずれか１項に記載のエネ
    ルギ保存サイクルとする方法。
57. 【請求項５７】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼により、
    最良の燃焼条件のままの近似定容燃焼期間を延長すると
    共に、隔離燃焼解除時に大圧力差による超高速攪拌混合
    燃焼とした請求項３５乃至請求項５６のいずれか１項に
    記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
58. 【請求項５８】 前記縮径主燃焼室内隔離燃焼により、
    近似定容燃焼及び超高速攪拌混合燃焼として、完全燃焼
    終了期間を短縮確実にすることで、両頭拡径ピストンを
    大拡径して超ショートストローク機関により比出力を大
    増大させる請求項３５乃至請求項５７のいずれか１項に
    記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
59. 【請求項５９】 前記両頭拡径ピストンの内部には、振
    り子腕の中間部を挿入れ維持するピストン側カム（７）
    を半円軌道（８）と共に対向に設けて振り子腕を挿入れ
    維持して、両頭拡径ピストンの往復運動により振り子腕
    の下端に枢支されたクランク軸（２５）が回転して動力
    を伝達可能にした請求項３５乃至請求項５８のいずれか
    １項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
60. 【請求項６０】 前記両頭拡径ピストンの内部には、振
    り子腕の振り子側カム（１２）を挿入れ維持する平行軌
    道（１３）を対向に設けて振り子腕を挿入れ維持して、
    両頭拡径ピストンの往復運動により振り子腕の下端に枢
    支されたクランク軸（２５）が回転して動力を伝達可能
    にした請求項３５乃至請求項５９のいずれか１項に記載
    のエネルギ保存サイクルとする方法。
61. 【請求項６１】 前記両頭拡径ピストンの対向往復運動
    を同期させる噛み合い同期手段（１）で、夫夫のクラン
    ク軸（２５）を結合した請求項３５乃至請求項６０のい
    ずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
62. 【請求項６２】 前記両頭拡径ピストンの対向往復運動
    を同期させる噛み合い同期手段兼機械式過給機で、夫夫
    のクランク軸を結合した請求項３５乃至請求項６０のい
    ずれか１項に記載のエネルギ保存サイクルとする方法。
63. 【請求項６３】 前記クランク軸に機械式過給機を設け
    た請求項３６乃至請求項６０のいずれか１項に記載のエ
    ネルギ保存サイクルとする方法。