JP2004530828A - ロータリー内燃機関 - Google Patents

Abstract

本発明は、エンジン工学に関し、特に、ロータリー内燃機関の駆動方法およびその設計構造に関する。本発明の目的は、ロータによるエンジンの作動シャフトへの加力（燃焼生成物の圧力により生成される）の最適な方法を用いて、燃料の経済性を高め、エンジンのエコロジー性を高めることである。本発明の方法は、混合気の圧縮の終了から始まって燃焼生成物が作動室に移送されるまで、作動室の外部に、作動室に関して、ロータにより圧縮室を移動させることである。作動室には、吸気口を排気ノズルから隔てるようにスクリーンが配置される。上記ロータリーエンジンには、１つの作動室に対して複数の圧縮室、および１つの圧縮室に対して複数の作動室も設けられ得る。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工学に関し、特に、ロータリー内燃機関の駆動方法およびその構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第３，９５１，１１１号、（Ｆ０２Ｂ ５３／０８、１９７６年）は、２つの摺動ブレードを備え、摺動弁のフランジとともに給気槽（charging tank）およびエンジン室を形成する２つのロータからなるロータリー内燃機関の駆動方法であって、その駆動は、圧縮されて点火準備のできた可燃性混合気が圧縮行程後に第１のシリンダの給気槽と第２のシリンダのエンジン室との間を横断して噴射される（cross-injected）という４行程サイクルに基づくことを特徴とする、ロータリー内燃機関の駆動方法を開示している。
【０００３】
このようなエンジンの欠点は、給気槽からエンジン室への圧縮された可燃性混合気の噴射が、圧縮行程の効率を低下させることである。さらに、より高速な回転時に早期（advance：進角）点火を設定することができないことにより、燃料効率が悪く、かつエコロジー適合性が低くなる。これにより、エンジンの作動シャフト（working shaft）の回転数も下がる。
【０００４】
本発明に最も近い従来技術は、同じ軸を共有し、かつ２つの偏心ロータを含む２つのシリンダを備えたロータリー内燃機関により構成され、２つの偏心ロータは、ステーばねロッドの端部を収容する２つのスロットをそれぞれ有する４つの放射状の摺動ブレードを有する（米国特許第３，８５８，５５９号、クラスＦ０２Ｂ ５３／０８、１９７５）。
【０００５】
この解決策には、ロータが軸から一方向にずれていることにより、摺動ロータブレードによるエンジン振動の増大が生じるという欠点がある。さらに、より高速な回転時に早期点火を設定することができないことにより、燃料効率が悪く、かつエコロジー適合性が低くなる。これにより、エンジンの作動シャフトの回転数も下がる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明により解決される課題は、早期点火の設定機能を可能とし、それにより、作動シャフトの回転数を増加させ、かつ作動シャフトの振動を低減させること、ならびにこのようなエンジンの製造をより費用効率的にすることを条件に、エンジンの燃料効率およびエコロジー適合性を改善することである。
【０００７】
上記課題は、以下の方法により解決される。方法は、ロータリー内燃機関の駆動方法であって、圧縮室および作動室に可燃性混合気の成分を供給すること、可燃性混合気の成分を圧縮して上記圧縮室に噴射すること、可燃性混合気に点火して燃焼させることであって、それにより、燃焼物質を生成して上記作動室にさらに導くこと、および作動シャフトに連結されたロータを燃焼物質により回転させ、この燃焼物質は、その後上記作動室から放出されること、を含み、上記圧縮室は、可燃性混合気の圧縮が上記作動室への燃焼物質の放出により終了した瞬間から、上記作動室の外部へ、該作動室に関して移動する、ロータリー内燃機関の駆動方法である。上記課題は、以下のロータリー内燃機関において解決され、このロータリー内燃機関は、蓋で閉じられ、かつ吸気口および排気口が設けられたハウジングを備え、該ハウジングにはロータが取り付けられ、上記ハウジングの壁および上記蓋に対して、上記ハウジングの壁と上記蓋との間にガスケットされ、それにより、上記ハウジングの壁および上記蓋とともに作動室および圧縮室を形成し、上記ロータは、上記圧縮室を上記作動室の外部へ、該作動室に関して移動させるように取り付けられ、該作動室は、上記吸気口を上記排気口から隔てるスクリーンを有する。さらに、ロータリー内燃機関は１つの燃焼室に対して複数の作動室を有するだけでなく、１つの作動室に対して複数の燃焼室を有してもよい。同時に、燃焼室はそれぞれつながることができるようにされてもよい。作動室もまたそれぞれつながることができるように形成されてもよい。
【０００８】
本発明のロータリーエンジンおよびロータリー内燃機関の駆動方法のこれらの特徴により、特に、ロータによる作動室外部への、作動室に関連した圧縮室の移動により、エンジンのシャフトに取り付けられたロータへ（可燃性混合気内の燃焼物質からの圧力による）作用力をより効率的に加えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明によるロータリー内燃機関は、ハウジング１を備え、ハウジング１の室内にはロータ２および３が取り付けられている。ハウジングには、吸気口４および排気口５が設けられる。エンジンのハウジングはまた、蓋６で閉じられており、蓋６には、ロータの軸受７が、ハウジングの室と同軸方向に取り付けられる。ロータ３は、エンジンの作動シャフト８に連結される。各ロータは、ばね荷重ブレード９を備え、ロータを相互に関連付けて回転させる変速機１０（例えば、歯車式変速機）を介して互いに連結される。ブレード９は、エンジンの駆動中に遠心力によりエンジンのハウジングに向かって押し付けられるのを軽減するために、反負荷（counter-loads）１１（図３）を備え得る。圧縮室１２は、燃料噴射器または点火プラグ１３を保持する。スクリーンは、ばね荷重板１５（図７）としてか、ガス（空気）障壁１６（加圧を用いるエンジンの図１、図２、図４、図５、図６）としてか、または付加的なロータ１７（図８）として形成することができる。ばね荷重ブレード９は、エンジンのロータ、ハウジング、および蓋の間のガスケットの役割を果たす。これらのブレードは、エンジンのハウジングの円筒状の室（図１、図２、図４、図５、図７、図８）内で回転するロータのスロット内で、往復運動を行うことができない。しかしながら、ブレード９は、ロータがハウジングの非円筒状の室（図６）において回転する場合、ロータのスロット内を往復運動することができ、これは、ブレードが往復運動できないエンジンと比較して、圧縮度の増加、容積およびトルクの増加をもたらす。本発明によるエンジンの構造には、１つの作動室に対して１つの圧縮室（図１、図２、図６、図７、図８）およびいくつかの圧縮室（図４、図５）が設けられ得る。エンジン（図８）は、付加的な圧縮室１８（付加的なロータ１７により形成される）および作動室１９も有することができ、圧縮室１８は圧縮室１２とつながることができ、作動室１９は作動室１４とつながることができる。エンジン（図８）のこのような設計により、圧縮度および燃料効率が増大する。
【００１０】
エンジンには、燃料系、点火系、潤滑系、冷却系、およびガス分配系も設けられる。
【００１１】
エンジンの駆動を以下で説明する。
【００１２】
始動時に、ロータ２および３が回転を開始し、それにより圧縮室１２および作動室１４が形成され、かつ移動される。可燃性混合気の成分が、吸気口４を通して室Ａ（体積が増大する、図２）に噴射され、圧縮室１２の体積にさらに圧縮される。その後、圧縮室１２は作動室１４の外部へ、作動室１４に関して移動し、圧縮室において（必要な場合は事前に）点火が行われ、可燃性混合気が燃焼して燃焼物質を生成し、燃焼物質はさらに作動室１４に導かれ、作動シャフト８に連結されたロータ３を回転させる。図８に示すエンジンでは、可燃性混合気の成分が圧縮室１８にまず噴射されて圧縮され、次に、圧縮室１２へ噴射される。燃焼物質は、作動室１４から作動室１９へ送られ、作動室１９において、エンジンの作動シャフト８によりロータ３を回転させ、続いて、排気口５を通してエンジンから燃焼物質を放出する。
【００１３】
ロータリーエンジンの４行程の駆動サイクルが繰り返される。
【００１４】
本発明の使用により、エンジンがより費用効率的でエコロジー適合性になり、進角点火を行うことでエンジンにおいて負のトルクを生じさせないことにより、このエンジンの作動シャフトの回転数が増加し、ロータが取り付けられたハウジング内にロータを室（複数可）と同軸方向に配置することにより、エンジンの振動を低減し、かつ、エンジンの設計が単純であることにより、かかるエンジンの製造がより費用効率的になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるエンジンの断面図である。
【図２】本発明によるエンジンの断面図である。
【図３】エンジンの縦断面図である。
【図４】１つの作動室に対して２つの圧縮室を有するエンジンの断面図である。
【図５】１つの作動室に対して３つの圧縮室、および１つの圧縮室に対して２つの作動室を有するエンジンの断面図である。
【図６】運動時にロータのスロット内を往復運動する摺動ブレードを有するロータを収容するハウジングの非円筒形室を有するエンジンの断面図である。
【図７】ばね荷重板の形態のスクリーンを有するエンジンの断面図である。
【図８】隣接する主圧縮室とつながることができる付加的な圧縮室と、隣接する主作動室とつながることができる付加的な作動室とを形成する、付加的なロータの形態のスクリーンを有するエンジンの断面図である。

Claims (5)

1. ロータリー内燃機関の駆動方法であって、
   圧縮室および作動室に可燃性混合気の成分を供給すること、
   可燃性混合気の成分を圧縮し前記圧縮室に噴射すること、
   可燃性混合気に点火して燃焼させ、燃焼物質を生成して前記作動室にさらに導くこと、および
   作動シャフトに連結されたロータを燃焼物質により回転させ、燃焼物質を、その後前記作動室から放出させること、を含み、
   前記圧縮室は、可燃性混合気の圧縮が前記作動室への燃焼物質の放出により終了した瞬間から、前記作動室の外部へ、該作動室に関して移動することを特徴とするロータリー内燃機関の駆動方法。
2. ロータリー内燃機関であって、
   蓋で閉じられ、かつ吸気口および排気口が設けられたハウジングを備え、
   該ハウジングにはロータが取り付けられ、前記ハウジングの壁および前記蓋に対して、前記ハウジングの壁と前記蓋との間にガスケットされ、それにより、前記ハウジングの壁および前記蓋とともに作動室および圧縮室を形成し、
   前記ロータは、前記圧縮室を前記作動室の外部へ、該作動室に関して移動させるように取り付けられ、前記作動室は、前記吸気口を前記排気口から隔てるスクリーンを有することを特徴とするロータリー内燃機関。
3. １つの作動室に対して複数の圧縮室を有することを特徴とする請求項２に記載のロータリー内燃機関。
4. １つの圧縮室に対して複数の作動室を有することを特徴とする請求項２に記載のロータリー内燃機関。
5. 前記スクリーンは、付加的なロータの形態で形成され、一方前記ロータ、ハウジング、および蓋の壁により形成された前記室は、主圧縮室とつながる付加的な圧縮室として機能することを特徴とする請求項２に記載のロータリー内燃機関。

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