JP2010112186A - ロータリーエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】
燃費の向上及びガソリンや軽油などの燃料に変わって代替燃料使用の必要性と重要性が増し、良質の燃料だけに制限されない不純物混じりの燃料や燃焼後の不燃物の残留を前提にした内燃機関の需要が高まり、従来のレシプロエンジンや一部のロータリーエンジンでは排気の際の不燃物の目詰まり等で対応できない事が問題であった
【解決手段】
各行程をハウジング内の別々の分室で行う構造に形成し、最後の排気や残留物まで排出する事ができる様に、回転ヘッドと仕切弁をハウジング内に設置し、ローターに溝を形成し、溝内に設置された開閉歯車と、開閉歯車軸、そして連結棒を介し開閉弁がハウジング内を開閉する事により、燃焼時の気体の膨張作用を、回転の順方向だけに受ける出力を得るように形成し、吸気・圧縮・燃焼・排気の空間の体積の比率を内部に設置してある溝付ローターの溝の形状を変える事により、圧縮比や膨張空間の体積との組み合わせを幅広く設定でき、様々な燃料に対して利用可能な構造に形成した。
【選択図】 図２

Description

従来のロータリーエンジン には様々な機能と機構を備えたものがある、それらとは異なる新たな機構のローターリングエンジンに関するものである。

従来のロータリーエンジンには三角ロータリーを使用したものやシリンダーを内設したものがあった。
特許第２６３１６２６号 特許第３８５７７１１号

燃費の向上及びガソリンや軽油などの燃料に変わって代替燃料使用の必要性と重要性が増し、良質の燃料だけに制限されない不純物のある燃料や燃焼後の不燃物の残留を前提にした内燃機関の需要が高まり、従来のレシプロエンジンや一部のロータリーエンジンでは排気の際の目詰まり等で対応できない事が問題であった。

同一空間内で吸気・圧縮・燃焼・排気の行程を行うレシプロエンジンと違い、各行程をハウジング内の別々の分室で行う構造に形成したロータリーエンジン。

レシプロエンジンでは排気の際に燃焼室の空間に燃焼後の残留排気及び不燃物が発生した場合はそれらがすべて排気できないという事が問題であったが、本発明のロータリーエンジンは最後の排気や残留物まで排出する事ができる様に、回転ヘッドと仕切弁をハウジング内に設置した。

ヴァンケルロータリーエンジンでは小空間で吸気・圧縮・燃焼・排気の行程を行う事ができ、レシプロエンジンの様な排気の残留が無いが、燃焼時にハウジング内の三角ローターが回転順方向とは逆向きにも気体の膨張作用を受け、燃費の面で完全ではなかったが、本発明は真円回転する回転ヘッドを備え、燃焼時に気体の膨張作用を受け運動する作用点が、回転の順方向だけに受けるように形成した。

レシプロエンジンや一部のロータリーエンジンでは吸気・圧縮・燃焼・排気の空間の体積はエンジン全体の構造により決まり、ガソリン、軽油、精製された燃料以外の利用が困難であったが、本発明のエンジンは吸気・圧縮・燃焼・排気の空間の体積の比率を内部に設置してある溝付ローターの溝の形状を変える事により、圧縮比や膨張空間の体積との組み合わせを幅広く設定でき、様々な燃料に対して利用可能な構造に形成した。

本発明は開閉弁式ロータリーエンジンで排気の際に混合気体の燃焼後の残留物をも排出でき、今後の有機燃料や不純物が多く燃え残りのある純度の悪い燃料でも対応でき、真円ロータリーの径を大きくする事により燃焼力の小さい場合でも順方向に回転し続け圧縮する前の体積と圧縮した燃料混合気の比率を混合気集積室の調整する事により多様な燃料への対応が可能である事を特徴とする

燃焼時の気体の膨張を効率よく回転運動へ変える構造を持ち、その回転運動の一部の動力でハウジング内の仕切弁の開閉運動を行い、できるだけ摩擦抵抗を少なくする為に連動する機構が滑り摩擦でなく回転摩擦を生じるよう形成する。

主ハウジング（Ｆ０１）とハウジング内壁（Ｆ０２）と内部に主軸（Ｓ０１）と溝付ローター（Ｒ０１）を主軸ベアリング（Ｂ０１）を介して設置し、溝ａ（Ｄ０１）には圧縮気仕切弁（Ｖ０１）と溝ｂ（Ｄ０２）には燃焼仕切弁（Ｖ０２）と吸排気仕切弁（Ｖ０３）とが連動して動力を伝達する事を形成し、溝の形状によって任意のタイミングで仕切弁がハウジング内の開閉を行い吸気、圧縮、燃焼、排気の行程を行う。

溝付ローター（Ｒ０１）内には開閉歯車（Ｇ０２）が設置され、連結ベアリングａ（Ｂ０２）を介して歯車軸受（Ｒ０２）に固定してあり、逆の一端は連結ベアリングｂ（Ｂ０３）を介し連結歯車（Ｇ０３）が固定され、連結棒（Ｒ０４）の内側へ隣接する事により作用を受け連結歯車（Ｇ０３）が反復回転運動し、同じく隣接する仕切弁歯車（Ｇ０４）が作用を伝達する事により仕切弁が開閉を行う。

溝付ローター（Ｒ０１）の溝はローター溝内径歯（Ｅ０２）とローター溝外径歯（Ｅ０３）が対立する様に設置され、開閉歯車（Ｇ０２）は二重に配置され、溝付ローター（Ｒ０１）の回転時に、ローターの内円側に溝が変位する時と外円側とでは別々の開閉歯車（Ｇ０１）が作用を受け、開閉歯車（Ｇ０２）に対立する作用が同時に働いても機能が失われないように設置し、摩擦抵抗を少なくする為に滑り摩擦から回転摩擦にする。

連結棒（Ｓ０２）内部には左右非対称の片面対向歯（Ｅ０１）を形成し、隣接された連結歯車（Ｇ０３）からの作用を、同じく隣接された仕切弁歯車（Ｇ０４）を経由して作用を仕切弁へ伝達する。

吸気行程は図６の（タイミング６）から（タイミング１）の行程で、吸排気仕切弁（Ｖ０３）とハウジング内を回転する回転ヘッド（Ｈ０１）との空間に真空状態を生じさせ、その結果、吸気口（Ｐ０２）から次行程の混合気体が流入し、同時に前行程で流入してあった混合気体を回転ヘッド（Ｈ０１）が圧縮気仕切弁（Ｖ０１）との間に圧縮を行うが、その間にある燃焼仕切弁（Ｖ０２）には圧力開閉弁（Ｖ０４）を備えた仕切弁吸気口（Ｐ０４）が形成され、逆流を防ぐ状態で燃焼仕切弁（Ｖ０２）と圧縮気仕切弁（Ｖ０１）との間に圧縮混合気体を蓄積する。

燃焼行程は図６の（タイミング２）から（タイミング４）の行程で回転ヘッド（Ｈ０１）が圧縮気仕切弁（Ｖ０１）の位置（タイミング３）に来た時、回転ヘッド（Ｈ０１）と燃焼仕切弁（Ｖ０２）とで形成される燃焼室で点火プラグ固定部（Ｐ０３）に設置してある点火プラグが作用し、燃料爆発が発生する。

排気行程は図６の（タイミング３）から（タイミング４）の行程で回転ヘッド（Ｈ０１）と吸排気仕切弁（Ｖ０３）との区間を圧縮する事によって、前行程の排気ガス及び残留物を排気口（Ｐ０１）から排出する。

本発明は、真円回転のロータリーエンジン のローターと開閉弁機構に関するものである。

本発明の実施例1における正面図 本発明の実施例1における正面断面図 本発明の実施例1における側面断面図 本発明の実施例1における部品図（内歯付連結棒） 本発明の実施例1における部品図（燃焼仕切弁） 本発明の実施例1における各行程のタイミングチャート

符号の説明

Ｂ０１ 主軸ベアリング
Ｂ０２ 開閉ベアリング
Ｂ０３ 連結ベアリングａ
Ｂ０４ 連結ベアリングｂ
Ｄ０１ 溝ａ
Ｄ０２ 溝ｂ
Ｅ０１ 片面対向歯
Ｅ０２ ローター溝内径歯
Ｅ０３ ローター溝外形歯
Ｆ０１ 主ハウジング
Ｆ０２ ハウジング内壁
Ｇ０１ 主軸歯車
Ｇ０２ 開閉歯車
Ｇ０３ 連結歯車
Ｇ０４ 仕切弁歯車
Ｈ０１ 回転ヘッド
Ｐ０１ 排気口
Ｐ０２ 吸気口
Ｐ０３ 点火プラグ固定部
Ｐ０４ 仕切弁吸気口
Ｒ０１ 溝付ローター
Ｒ０２ 歯車軸受け
Ｒ０３ 仕切弁軸受け
Ｒ０４ 連結棒
Ｓ０１ 主軸
Ｓ０２ 連結棒
Ｖ０１ 圧縮気仕切弁
Ｖ０２ 燃焼仕切弁
Ｖ０３ 吸排気仕切弁
Ｖ０４ 圧力開閉弁

Claims (3)

1. ハウジング内にある主軸を中心にベアリングを介し回転する溝付ローターとそれに固定してある回転ヘッドが周期的に開閉する少なくとも２つの吸気・圧縮仕切弁と１つの排気仕切り弁とによってハウジング内の空間を遮断し、混合気体の吸気、圧縮、燃焼と排気の内燃機関の必要な各行程を行い、燃焼時に作用点である回転ヘッドが圧縮仕切弁との空間で気体の膨張作用を受け主軸を中心に回転し、固定してある溝付ローターが回転する事によって、溝内に設置してある開閉歯車が作用を受け、ベアリングを介し歯車軸受けと連動し、主軸の同一角線上の内円と外円とで交わる一直線上を往復運動し、歯車軸受けの往復運動に従い別のベアリングを介し固定してある連結歯車が、隣接してある連結棒の内側を往復運動する事により、連結棒が反復回転運動をし、同時に隣接してある仕切弁歯車が作用を受け、ベアリングを介し固定してある仕切弁が増幅した往復運動を行う事により、ハウジング内で開閉を行うロータリーエンジン。
2. 溝付ローターの溝の形状により仕切弁の開閉のタイミングを任意の周期で設定でき、ローターの溝に内歯と外歯を備えた二層双対片面歯溝を形成する事により、動力歯車がローター溝内で対立する２方向の作用を効率よく受ける機能を備えた開閉機構。
3. 溝付ローターの回転に伴い往復運動する歯車軸受けにベアリングを介し固定してある連結歯車が、連結棒の内側に設置されることにより連結棒の反復回転運動に従い、連結棒内部に設置してある仕切弁歯車がベアリングを介して仕切弁に固定してあり、歯車軸受けの往復運動が更に増幅して仕切弁に作用し、ハウジング内の開閉を行う増幅機構を備えたロータリーエンジン。