JP2008038745A

JP2008038745A - 原動機

Info

Publication number: JP2008038745A
Application number: JP2006213941A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Fukuyama; 孝喜福山
Original assignee: SHIN KAGAKU KAIHATSU KENKYUSHO; SHIN KAGAKU KAIHATSU KENKYUSHO KK
Current assignee: SHIN KAGAKU KAIHATSU KENKYUSHO; SHIN KAGAKU KAIHATSU KENKYUSHO KK
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2008-02-21
Also published as: WO2008015819A1

Abstract

【課題】燃料資源に起因する問題を起こさずに、従来の内燃機関によるのと同等程度以上のエネルギを取り出すこと
【解決手段】密閉に形成されるハウジング１０１と、ハウジング内に断面円形に形成される内室１０３と、内室にロータ軸を中心として回転可能に設けられるロータ１０５とからなる。ロータの回転の際内室が１次作動室１１１、２次作動室１１２及び３次作動室１１３に区画・形成される。ハウジングに給気口１０７及び排気口１０９が対向して開口される。炭酸ガス３５ａは１次作動室内に供給されると１気圧の常圧下に曝されるから一気にその体積を膨張させる。この体積膨張による力によりロータは作動面ａが２次作動室に位置し膨張排出行程となりさらに回転すると給気口と排気口とがともに「閉」となる大気圧保持行程となる。かくして炭酸ガスの体積膨張力と慣性力によりハウジング内をロータが連続的に回転する。
【選択図】図１

Description

本願発明は原動機に関し、とくに炭酸ガスの物理的性状を最大限に活用した、燃料の燃焼を伴わずにエネルギを取り出す原動機、いわば「内圧機関」とでもいうべきものに関する。

内燃機関は機関の内部で燃料を燃焼させてその熱エネルギを利用する。使用する燃料のちがいによりガソリン機関、ガス機関、石油機関等種々のものがあり、世界中で広く普及し使用されている。

しかしながら、石油資源の枯渇が懸念されており、また燃焼の結果排出される排気ガスによる公害問題を惹起している。

外燃機関も燃料を燃焼させるという点で、上記した問題、即ち、資源の枯渇や排気ガスによる公害問題を惹起する。

これらを解消すべく、クリーンエネルギとして水素の利用が注目されているが、取扱いが至難のため、開発に行き詰まっているのが現状である。また原子力利用は公害乃至環境問題や安全性の点で懸念がある。

本願発明に関し、先行技術文献の調査をしたが、有効な特許文献を発見することができなかった。

本願発明は燃料の燃焼を伴わずにエネルギを取り出すことにより上記欠点を解消する全く新しい画期的な原動機を提案する。

つまり本願発明の目的は、燃料資源に起因する問題を起こさずに、従来の内燃機関によるのと同等程度以上のエネルギを取り出すことができる原動機を供することである。

また他の目的は、内燃機関使用による炭酸ガスの増加を防止することであり、ひいては温暖化現象の防止に寄与することである。

上記目的達成のため、本願発明による原動機は、密閉に形成されるハウジングと、該ハウジング内に断面円形に形成される内室と、該内室にロータ軸を中心として回転可能に設けられるロータとからなり、上記ロータの回転の際上記内室が１次作動室、２次作動室及び３次作動室に区画・形成され、上記ハウジングに給気口及び排気口が対向して開口され、上記給気口より高圧状態の炭酸ガスが上記１次作動室に供給され、該炭酸ガスの常圧になるときの体積膨張による力により上記ロータが一方向に回転されることを特徴とする。
また、本願発明による原動機は、中央部が少し凹んだ長円形状に形成された密閉のハウジングと、該ハウジング内に断面楕円形に形成される内室と、該内室に設けられるロータとからなり、上記ロータは上記ハウジング内を中心を移動しながら回転し、上記ロータの回転の際上記内室が１次作動室、２次作動室及び３次作動室に区画・形成され、上記ハウジングに給気口及び排気口が対向して開口され、上記給気口より高圧状態の炭酸ガスが上記１次作動室に供給され、該炭酸ガスの常圧になるときの体積膨張による力により上記ロータが一方向に回転されることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記ハウジングの外側に加熱部を設けることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記排気口が単一であることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記排気口が複数であることを特徴とする。

本願発明は炭酸ガスの有する３つの優れた物理的性状、即ち、ガスの不活性、常温液化性及び高度の体積膨張性を利用し、高圧状態でガス室に供給された炭酸ガスが常圧になるときの体積膨張による力によりロータを回転させ、これにより発生するエネルギを取り出す。よって、燃料の燃焼を伴わずにエネルギを取り出すから、燃料資源に起因する問題、即ち、資源の枯渇や排気ガスによる公害問題を惹起することがない。よって完全なクリーンエネルギである。

また、炭酸ガスを用いるものの炭酸ガスを生じることがないので、現在以上の炭酸ガスの増加を防止することができ、温暖化現象の防止に寄与することができる。

しかも取り出されるエネルギは後述するようにガソリンエンジンと同等程度以上であるから、エネルギの実行性の点でも問題はない。

次に、実施の形態を示す図面に基づき本願発明による原動機をさらに詳しく説明する。なお、便宜上同一の機能を奏する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

原動機１を構成するハウジング１０１はアルミニウム合金製の密閉された円筒と、該ハウジング１０１の内室１０３に回転可能に設けられるアルミニウム合金製のロータ１０５とからなる。上記ハウジング１０１は密閉に形成された円筒が横設され、内部に断面円形に形成される内室１０３を有する。また上記ハウジング１０１は周壁に給気口１０７を設け、対向する側の周壁に排気口１０９を開口する。該排気口１０９は上記給気口１０７より下方に位置するように設けるのが望ましい。なお、本願発明において「対向」とは給気口１０７と排気口１０９のこのような段差のある設置も含むものとする。

上記ロータ１０５は丸みを帯びた正三角形状の板体からなり、上記ハウジング１０１の内室１０３の中央部に回転可能に設けたロータ軸１０６に複数個固設される。上記ロータ１０５の輪郭には、図３に示すように、圧力保持のための圧力シール１０５ａを設ける。該圧力シール１０５ａはオイルシールも兼ねる。

上記内室１０３には気化後の高圧状態の炭酸ガス３５ａが供給され、該炭酸ガス３５ａが常圧になるときの体積膨張による力により上記ロータ１０５がロータ軸１０６を中心にして矢示する一方向に回転する。上記内室１０３は上記ロータ１０５の回転に伴ない、１次作動室１１１、２次作動室１１２及び３次作動室１１３に区画・形成される。上記各作動室１１１、１１２、１１３は上記ロータ１０５の作動面ａ，ｂ，ｃとの関係で、吸入膨張行程、膨張排出行程又は大気圧保持行程のいずれかを担う。

吸入膨張行程は炭酸ガス３５ａが１次作動室１１１内に供給され、上記ロータ１０５のいずれかの作動面を押圧する。膨張排出行程はロータ１０５の回転に与り常圧状態となった炭酸ガス３５ｂが排気口１０９より外部に排出される。大気圧保持行程は、給気口１０７及び排気口１０９が上記ロータ１０５の他の作動面によりブロックされるため、常圧状態の炭酸ガス３５ｂと空気Ａとからなる混合気体を保持する行程であり、これによりロータ１０５の回転に円滑性を付与する。

３１は液体炭酸ガスを貯溜するタンクであり、該液体炭酸ガスはパイプ３３を通って開弁された給気口１３よりガス室９内に高圧状態３５ａで供給される。炭酸ガス３５につき、高圧状態の炭酸ガスを「３５ａ」で表わし、常圧状態のものを「３５ｂ」で表わす。

ここで炭酸ガス３５について詳しく説明する。炭酸ガス（二酸化炭素ＣＯ₂）は次のような物理的性状を有する。
空気との比重１．５２９
毒性無
臭無臭
性状不燃性
分子量４４．０１
三重点（０．５３ＭＰａ） −５６．６℃
沸点（昇華） −７８．５℃
臨界温度３１．１℃
臨界圧７．３８ＭＰａ
熱力学的性質図５の通り

また炭酸ガスは物の燃焼や動物の呼吸、有機物の腐敗、発酵等に伴って発生し、空気中に普通に存在する。一方で植物は炭酸ガスを吸収し炭素同化作用を営む。

本願発明はこのような物理的性状を有する炭酸ガスの不活性、常温液化性及び高度の体積膨張性に着目し、これを最大限に活用する。

次に本願発明による作動原理を説明する。

図１（Ａ）に示すように、ロータ１０５の作動面ａが吸入膨張行程をする位置にあるとき、気化後の高圧状態（例えば７０気圧）の炭酸ガス３５ａ（気体）が給気口１０７より１次作動室１１１内に供給される。上記炭酸ガス３５ａは１次作動室１１１内に供給されると、１気圧の常圧下に曝されるから、一気にその体積を膨張させる。

この体積膨張による力によりロータ１０５は押圧されて図１（Ｂ）に示す位置に回転する。これにより作動面ａは２次作動室１１２に位置し、排気口１０９が「開」となるため膨張排出行程となり、ロータ１０５の回転に与り常圧状態となった炭酸ガス３５ｂはこの排出口より外部に排出される。正確には、膨張排出行程のとき２次作動室１１２内に空気Ａが混入してくるので、常圧となった炭酸ガス３５ｂはこの空気Ａとともに外部に排出されることになる。

さらにロータ１０５が図１（Ｃ）に示す位置に回転すると、給気口１０７と排気口１０９とがともに「閉」となるので大気圧保持行程となり、上記混合気体を常圧状態で保持する。

ロータ１０５はさらに回転し図１（Ａ）に示す位置となる。

上記一連のロータ１０５の回転において、作動面ａが２次作動室１１２に位置するとき、作動面ｂは吸入膨張行程の状態にある（図１（Ｂ））。よってこの状態において高圧状態の炭酸ガス３５ａが供給されると、作動面ｂは上記炭酸ガス３５ａの体積膨張による力により押圧されてロータ１０５が回転する。

同様に、作動面ｂが２次作動室１１２に位置するとき作動面ｃは吸入膨張行程の状態にある。よってこの状態において高圧状態の炭酸ガス３５ａが供給されると、作動面ｃが上記炭酸ガス３５ａの体積膨張による力により押圧されてロータ１０５が回転する（図１（Ｃ））。

このようにロータ１０５の各作動面ａ，ｂ，ｃには給気口１０７より高圧状態の炭酸ガス３５ａが連続的に供給されるから、ロータ１０５は連続回転することになる。

かくして炭酸ガス３５ａの体積膨張力と慣性力によりハウジング内をロータが連続的に回転するから、これによるエネルギを適宜手段により取り出す。

ここで炭酸ガス３５ａの膨張率、即ち炭酸ガス３５ａにより取り出されるエネルギの大きさについてみる。密室たる内室１０３内に供給される炭酸ガス３５ａが常温（２５℃）の場合、該炭酸ガス３５ａの圧力は図５より６．４３２MPa（６４．３２気圧）であるから、常圧（１気圧）の内室１０３内にあるロータ１０５には６４．３２倍の圧力がかかる。よって理論上約６４倍の運動エネルギを取り出すことが可能となる。

このエネルギと従来の内燃機関の代表としてガソリンエンジンから取り出されるエネルギとを比較する。

（オープン条件化でのガソリン燃焼）
ガソリンの分子表記は難しいため、ガソリンの平均分子量に比較的近い炭化水素であるオクタン（Ｃ₈Ｈ₁₈）をガソリンの組成と見なして計算する。オクタンの物理的性状は次の通りである。
化学式Ｃ₈Ｈ₁₈
比重ｄ＝0.7
分子量Ｍ＝114.0
燃焼熱 10200kcal/kg＝10200×114/1000×4.186≒4868kJ/mol

オクタンの燃焼反応式は（１）式の通りである。

（１）式よりオクタン１molが燃焼すると空気中の酸素を取り込みながら１７molのガスが発生する。

（ガス比容Ｖ₀の計算）
生成ガスを理想気体として仮定しているので、標準状態で１molの占める容積は２２．４lとなる。従って、ガス比容Ｖ₀は（１）式から

となる。

（燃焼温度Ｔ₁の計算）
爆発温度Ｔ₁を求めるには、生成ガスのモル数、発熱量、生成ガスの定容比熱が必要となる。ここでは、定容比熱のみ不明であるが、ＴＮＴのような火薬類と同じとしてみる。

爆発温度Ｔ₁は（２）式によって求めることができる。

なお、生成ガスの平均定容比熱が約４０J/℃として知られていることについては、日本火薬工業会、「一般火薬学新改訂第２版」、Ｐ１８（２００５）参照。

（２）式より爆発温度Ｔ₁は

従って

つまり、１kgのオクタンは、爆発すると７４３０(K)（約７１００℃）で、９０９００(l)を占める。反応前の容積は１０００／０．７＝１４３０(ml)であるから、反応前の温度を０℃とした場合の膨張率は

となる。

しかしながら上記値は、火薬と同じ爆発状態を想定しているため現実以上に爆発温度が高くなっている。現実的には、爆発温度が１５００K程度であり、また燃焼に空気が十分ないと反応が進まない。よって、現実には酸素が不足するためＴＮＴ火薬のようには反応が起きないのである。

（空気を考慮したガス比容）
そこで空気を考慮したオクタンの燃焼反応式を考える。（１）式で必要な酸素は１２．５molであり、空気の組成を酸素２１％、窒素７９％とすると、それに伴う窒素は
１２．５mol×（７９／２１）＝４７．０mol
となる。したがって、燃焼反応式は

となる。

オクタン１molが燃焼すると空気中の酸素を取り込みながら合計１７molのガスが発生し、燃焼に与らない窒素４７．０molが存在する。

生成ガスを理想気体と仮定しているので、標準状態で１molの占める容積は２２．４lとなる。したがって、ガス比容Ｖ₀は（３）式から、

となる。

（空気を考慮した燃焼温度Ｔ₁の計算）
燃焼温度Ｔ₁を求めるには、生成ガスのモル数、発熱量、生成ガスの定容比熱が必要となる。ここでは、定容比熱のみ不明であるが、ＴＮＴのような火薬類と同じとしてみる。燃焼温度Ｔ₁は次式によって求めることができる。

（４）式より爆発温度Ｔ₁は

従って、

つまり１kgのオクタンは空気の初期体積を考慮すると、瞬間的に燃焼したとして、２１７５（K）（約１９００℃）で１００１８５(l)を占める。反応前の容積は
（１２．５＋４７）×２２．４＋１／０．７＝１３３４(l)であるから、反応前の温度を０℃とした場合の膨張率は１００１８５／１３３４≒７５倍となる。ただし上記値は実際上は燃焼中に熱が周囲に逸散するので、燃焼温度はさらに低くなる筈である。

（ガソリンエンジン内の燃焼）
燃費１０km/l、排気量２０００cc、平均速度４０km/h、平均回転数２０００rpm/minの自動車のガソリンエンジンを考える。上記ガソリンエンジンは１時間あたりでは４(l)のガソリンを消費する。また、上記ガソリンエンジンは２０００rpm/minであるので、２０００×２×６０（ストローク／h）となる。また、上記エンジンのボアストロークが直径８６mm、ストローク８６mmよりシリンダ室内の容積は
Ｓ＝（８．６）×（４．３）²×π＝５００（cm³）
となる。

これは１ストロークあたりでは
４０００(ml)／（２０００×２×６０）＝１／６０(ml)
のガソリンを消費し、そのときの燃焼ガスは５００（cm³）になる。

次に、圧縮比からこのエンジンの行程を解析してみる。
圧縮比は一般的な乗用車エンジンでは「９」前後である。燃焼室容積をＶｂ(ml)とすると、圧縮比＝（Ｖｂ＋５００）／Ｖｂであるので、９Ｖｂ＝Ｖｂ＋５００となり、これを解くと
Ｖｂ＝６２．５(ml)となる。

以上を詳細を省いて簡単にまとめると、
６２．５(ml)の燃焼室と５００(ml)のシリンダ室に１／６０(ml)（＝１６．７×１０^-3(ml)＝１．０２５×１０^-4(mol)のガソリンが空気約５６０(ml)（酸素５．２５×１０^-3(mol)と窒素１９．７５×１０^-3(mol)）と一緒に吸い込まれ（１気圧）、９倍に圧縮されたガソリンと空気（９気圧）に点火される。（３）式から消費される酸素は
1.025×10^-4×12.5＝1.281×10^-3
である。したがって、残りの酸素と窒素は、それぞれ
（５．２５−１．２８）×１０^-3＝１．９７×１０^-3(mol)、１９．７５×１０^-3(mol)
となる。

また、発生するガスと熱量は、
Ｈ₂Ｏ：1.025×10^-4×9＝9.225×10^-4(mol)
ＣＯ₂：1.025×10^-4×8＝8.200×10^-4(mol)
Ｑ＝1.025×10^-4×4868＝0.499kJ
である。

燃焼温度Ｔ₁を求めるには、前記のように生成ガスのモル数、発熱量、生成ガスの定容比熱が必要となる。ここでは、定容比熱のみ不明であるが、ＴＮＴのような火薬類と同じとしてみる。燃焼温度Ｔ₁は前記のように次式によって求めることができる。

（４’）より燃焼温度Ｔ₁は

つまり、２０００ccのエンジンでは瞬間的に燃焼したとして、８０５(K)（約５３２℃）で２３．５×１０^-3(mol)（＝９．２２５×１０^-4＋８．２００×１０^-4＋１９．７×１０^-4＋１９７．５×１０^-4）のガスが、６２．５(ml)を占める。

このときの、圧力Ｐ₁を計算してみると、理想気体として状態方程式から

である。

最後に、この高温高圧のガスがシリンダを押し下げる膨張行程で９倍に膨張すると、
Ｐ₁Ｖ₀＝一定であるから、９倍に膨張したときの圧力Ｐ₂は
Ｐ₂＝Ｐ₁/9＝24.8/9＝2.7(atm)
となる。

このように従来のガソリンエンジンより取り出すエネルギの大きさは、この場合約２５倍程度である。

よって本願発明による原動機から取り出されるエネルギは従来の内燃機関から取り出されるエネルギと比較し、同程度以上である。とくに、上記実施例（２５℃のとき６４倍の例）及び上記比較例（２５倍の例）に限って言えば、従来に比し２．５倍のエネルギを得ることができる。

このように本願発明によるエネルギの発生は燃料の燃焼を伴わないから、燃料資源に起因する資源の枯渇や排気ガスによる公害問題を惹起することがなく安全であり、完全なクリーンエネルギを得ることができる。また、炭酸ガスを生じることがないので、炭酸ガスの増加を防止することができ、温暖化現象の防止に寄与することができる。しかも取り出されるエネルギは上記のようにガソリンエンジンと同等程度以上であるから、エネルギの実行性も担保される。

本願発明による原動機によれば、密室（内室１０３）の圧縮比に影響されず、供給される炭酸ガス３５ａの圧力は一定（例えば常温（２５℃）の場合約６４倍）である。またタンク乃至ボンベに収納される炭酸ガス３５ａは最後の１molまで有効に使用可能である。よって、エネルギの取出効率が大変よい。

また、炭酸ガス３５ａの常温液化性及び高度の体積膨張性により、密室（内室１０３）の設計が容易となる。さらに炭酸ガス３５ａの不活性により、例えば水素ガスや酸素ガスより遙かに扱い易く、制御性が大である。よって高度の実用性を有する。

図２はエネルギの取出効率を向上せしめるために改良した他の実施の形態を示す。この実施の形態では、ハウジング１０１をアルミニウム合金製のハウジングカバー１３９にて一体に被覆し、シリンダ本体５の側壁の外側に中空体からなる加熱部１３７を設ける。上記ハウジングカバー１３９の側壁には熱風供給口１４１が開口され、該熱風供給口１４１に熱風供給パイプ４５が連結される。上記熱風供給口１４１の下方には熱風排出口１４３が開口され、該熱風排出口１４３に熱風排出パイプ４７が連結される。上記熱風供給パイプ４５、上記熱風排出パイプ４７は圧縮機４９に循環可能に連結される。

上記加熱部１３７を加熱するための炭酸ガス４０ａ、４０ｂ（以下総称するときは「炭酸ガス４０」という）は空気との混合気体からなり、ロータ１０５を駆動せしめる炭酸ガス３５とは別系統にて供給される。即ち、この炭酸ガス４０ａは図示しないタンクに貯溜され、上記圧縮機４９により上記熱風供給パイプ４５を経て上記熱風供給口１４１より上記加熱部１３７に供給される。上記加熱部１３７への加熱を終了した炭酸ガス４０ｂは上記熱風排出口１４３より排出され熱風排出パイプ４７を通って圧縮機４９に戻される。このように上記炭酸ガス４０は上記炭酸ガス３５とは別系統循環供給される。

炭酸ガス３５の体積膨張率と温度とは相関関係にあり、１次作動室１１１内に供給されている高圧状態の炭酸ガス３５ａは上記加熱部１３７による加熱により一層体積が膨張するから、原動機の仕事率は一層向上する。

図５及びボイル・シャルルの法則により内室１０３内に供給される炭酸ガス３５ａの圧力を具体的に算出してみる。

ボイル・シャルルの法則は一定量の気体ではＰＶ／Tは常に一定の値となるという法則で、

の式により表わす。炭酸ガス３５ａは初期タンク３１からパイプ３３を経由して常圧（２５℃）・気体状態にて上記内室１０３に供給されるから、内室１０３の内圧は内室１０３が５０℃に加熱される場合次の如く算出される。ただし、内室１０３の容量を２０ccとする。

また内室１０３が１００℃に加熱される場合、内室１０３の内圧は次の算出値となる。

よって内室１０３が加熱部３７により加熱されると原動機１の仕事率は一層向上する。

本願発明は上記した実施の形態に限定されない。例えば、図４に示すように、原動機１は、中央部が少し凹んだ長円形状に形成されたハウジング１２１と、該ハウジング１２１の内室１２３に設けられるロータ１２５とからなる。該ロータ１２５は丸みを帯びた正三角形状の板体からなり、上記内室１２３内を中心を移動させながら回転する。上記ロータ１２５の中央部には、円形のロータ孔１２６が設けられ、ここにロータ軸１２７が挿通される。該ロータ軸１２７は外周にギヤ（図示省略）を設け、ロータ孔１２６の内周に設けるギヤ（図示省略）と噛合する。１２３ａは１次作動室、１２３ｂは２次作動室、１２３ｃは３次作動室である。エネルギは上記ロータ軸１２７より適宜手段を介して取り出す。なお、上記ロータ１２５の輪郭にも、図３と同様、オイルシール兼用の圧力シール１２５ａ（図４（Ａ）に示す）を設けてある。

また、排気口１０９は複数個設けることができ、このように構成すれば排気効率が良好となるので、出力の増大に一層寄与し、また高速回転域及び低速回転域の安定化に一層寄与する。

原動機１を構成する素材は鉄その他適宜に選択することができる。

供給系のパイプの中を流れる炭酸ガスは、気体と粉体としてのドライアイスの混合又は液体の状態での送給もあり得る。どの相をとるかは現場の気圧、温度等の条件による。

取り出したエネルギの適用は任意であり、例えば自動車、航空機、船舶等の駆動、モータの駆動、発電機の駆動をすることができる。

本願発明において「高圧」とは、原動機を作動せしめるに十分な圧力の程度を指称し、例えば４０気圧とか７０気圧である。

本願発明は例えば自動車、航空機、船舶等の駆動、モータの駆動、発電機の駆動に活用することができる。

本願発明による原動機の実施の形態を示す概略正面断面図で、（Ａ）は吸入膨張行程を、（Ｂ）は膨張排出行程を、（Ｃ）は大気圧保持行程を各示す。本願発明による原動機の他の実施の形態を示す概略正面断面図で、（Ａ）は吸入膨張行程を、（Ｂ）は膨張排出行程を、（Ｃ）は大気圧保持行程を各示す。ロータの実施例を示す概略斜視図である。本願発明による原動機のさらに他の実施の形態を示す概略正面断面図で、（Ａ）は吸入膨張行程を、（Ｂ）は膨張排出行程を、（Ｃ）は大気圧保持行程を各示す。炭酸ガスの熱力学的性質を示す表である。

符号の説明

１原動機
３１初期タンク
３３パイプ
３５炭酸ガス
３５ａ炭酸ガス
３５ｂ炭酸ガス
４０熱風
４５熱風供給パイプ
４７熱風排出パイプ
４９圧縮機
１０１ハウジング
１０３内室
１０５ロータ
１０５ａオイルシール兼用圧力シール
１０６ロータ軸
１０７給気口
１０９排気口
１１１１次作動室
１１２２次作動室
１１３３次作動室
１２１ハウジング
１２３内室
１２３ａ１次作動室
１２３ｂ２次作動室
１２３ｃ３次作動室
１２５ロータ
１２５ａオイルシール兼用圧力シール
１２６ロータ孔
１２７ロータ軸
１３７加熱部
１３９ハウジングカバー
１４１熱風供給口
１４３熱風排出口
ａ作動面
ｂ作動面
ｃ作動面
Ａ空気

３１は液体炭酸ガスを貯溜するタンクであり、該液体炭酸ガスはパイプ３３を通って開弁された給気口１０７よりガス室９内に高圧状態３５ａで供給される。炭酸ガス３５につき、高圧状態の炭酸ガスを「３５ａ」で表わし、常圧状態のものを「３５ｂ」で表わす。

本願発明は上記した実施の形態に限定されない。例えば、図４は原動機１が、中央部が少し凹んだ長円形状に形成されたハウジング１２１と、該ハウジング１２１の内室１２３に設けられるロータ１２５とからなる。該ロータ１２５は丸みを帯びた正三角形状の板体からなり、上記内室１２３内を中心を移動させながら回転する。上記ロータ１２５の中央部には、円形のロータ孔１２６が設けられ、ここにロータ軸１２７が挿通される。該ロータ軸１２７は外周にギヤ（図示省略）を設け、ロータ孔１２６の内周に設けるギヤ（図示省略）と噛合する。１２３ａは１次作動室、１２３ｂは２次作動室、１２３ｃは３次作動室である。エネルギは上記ロータ軸１２７より適宜手段を介して取り出す。なお、上記ロータ１２５の輪郭にも、図３と同様、オイルシール兼用の圧力シール１２５ａ（図４（Ａ）に示す）を設けてある。

上記目的達成のため、本願発明による原動機は、密閉に形成されるハウジングと、該ハウジング内に断面円形に形成される内室と、該内室にロータ軸を中心として回転可能に設けられるロータとからなり、上記ロータの回転の際上記内室が１次作動室、２次作動室及び３次作動室に区画・形成され、上記ハウジングに給気口及び排気口が対向して開口され、上記給気口より高圧状態の炭酸ガスが上記１次作動室に供給され、該炭酸ガスの常圧になるときの体積膨張による力により上記ロータが一方向に回転されることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記内室が断面正円に形成されることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記内室が断面楕円に形成されることを特徴とする。
また、請求項３記載の原動機において、上記ハウジングは中央部が少し凹んだ長円形状に形成されることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記ハウジングの外側に加熱部を設けることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記排気口が単一であることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記排気口が複数であることを特徴とする。

上記目的達成のため、本願発明による原動機は、密閉に形成されるハウジングと、該ハウジング内に断面円形に形成される内室と、該内室にロータ軸を中心として回転可能に設けられるロータとからなり、上記ロータの回転の際上記内室が吸入膨張行程を担う１次作動室、膨張排出行程を担う２次作動室及び大気圧保持行程を担う３次作動室に区画・形成され、上記ハウジングの１次作動室に給気口を設けるとともに２次作動室に排気口を開口し、上記給気口より高圧状態の炭酸ガスが上記１次作動室に供給され、該炭酸ガスの常圧になるときの体積膨張による力により上記ロータが一方向に回転されることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記内室が断面正円に形成されることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記内室が断面楕円に形成されることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記ハウジングの外側に加熱部を設けることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記排気口が単一であることを特徴とする。
また、請求項１記載の原動機において、上記排気口が複数であることを特徴とする。

Claims

密閉に形成されるハウジングと、該ハウジング内に断面円形に形成される内室と、該内室にロータ軸を中心として回転可能に設けられるロータとからなり、上記ロータの回転の際上記内室が１次作動室、２次作動室及び３次作動室に区画・形成され、上記ハウジングに給気口及び排気口が対向して開口され、上記給気口より高圧状態の炭酸ガスが上記１次作動室に供給され、該炭酸ガスの常圧になるときの体積膨張による力により上記ロータが一方向に回転されることを特徴とする原動機。
中央部が少し凹んだ長円形状に形成された密閉のハウジングと、該ハウジング内に断面略楕円形に形成される内室と、該内室に設けられるロータとからなり、上記ロータは上記ハウジング内を中心を移動しながら回転し、上記ロータの回転の際上記内室が１次作動室、２次作動室及び３次作動室に区画・形成され、上記ハウジングに給気口及び排気口が対向して開口され、上記給気口より高圧状態の炭酸ガスが上記１次作動室に供給され、該炭酸ガスの常圧になるときの体積膨張による力により上記ロータが一方向に回転されることを特徴とする原動機。
請求項１記載の原動機において、上記ハウジングの外側に加熱部を設けることを特徴とする原動機。
請求項１記載の原動機において、上記排気口が単一であることを特徴とする原動機。
請求項１記載の原動機において、上記排気口が複数であることを特徴とする原動機。