JP5894224B2 - Rotary turbine engine - Google Patents
Rotary turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP5894224B2 JP5894224B2 JP2014122411A JP2014122411A JP5894224B2 JP 5894224 B2 JP5894224 B2 JP 5894224B2 JP 2014122411 A JP2014122411 A JP 2014122411A JP 2014122411 A JP2014122411 A JP 2014122411A JP 5894224 B2 JP5894224 B2 JP 5894224B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- diameter circle
- working gas
- rotor
- side rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、回転軸に沿って並設された二つの気筒内にそれぞれローターを嵌合し、一方の気筒内で吸入・圧縮行程を、他方の気筒内で燃焼・排気行程を行って上記ローターに連結された回転軸から出力を得るロータリータービンエンジンに関し、詳しくは、吸入・圧縮行程を行う一方の気筒から燃焼・排気行程を行う他方の気筒への作動気体の流れをスムーズとして高速回転性能を向上するロータリータービンエンジンに係るものである。 According to the present invention, the rotor is fitted into two cylinders arranged side by side along the rotation axis, the intake / compression stroke is performed in one cylinder, and the combustion / exhaust stroke is performed in the other cylinder. In detail, the rotary turbine engine that obtains output from the rotating shaft connected to the cylinder has a high-speed rotation performance by smoothing the flow of working gas from one cylinder performing the intake / compression stroke to the other cylinder performing the combustion / exhaust stroke. It relates to an improved rotary turbine engine.
従来のこの種のロータリータービンエンジンとしては、本出願人により提案され、既に特許を取得したものがある（特許第４４７３８５３号）。このエンジンは、周囲をハウジングにて気密に囲まれ、内周面の縦断面形が大径円に対し小径円を半径方向にずらして重ねた形状に形成された内部空間を有し、大径円の中心軸上に所定間隔で並べられた第１の気筒及び第２の気筒と、上記第１の気筒内に作動気体を吸入・圧縮するための円盤状の圧縮側ローターと、上記第２の気筒内の作動気体を燃焼・排気させ、かつ外周面には所定間隔で複数のタービン・ブレードを備えた円盤状の出力側ローターと、上記圧縮側ローター及び出力側ローターの側面の１点にそれぞれ支点を有し、該支点を中心に揺動可能とされ、上記第１又は第２の気筒内の大径円の内周面に沿って回転する揺動ピストンと、上記第１及び第２の気筒の外部一側方に設けられ第１の気筒内に外部から作動気体を供給し、上記第１の気筒内で圧縮された作動気体を第２の気筒内に供給するエアチャンバーと、上記圧縮側ローター及び出力側ローターを軸支する回転軸の軸心部に形成された穴を利用して各ローター内にオイルを供給し、上記各ローター及び各気筒を潤滑、冷却する潤滑構造と、上記第２の気筒内の大径円の内周面の所定箇所に設けられた点火プラグ又は燃料噴射部と、を備えて構成されていた（例えば、特許文献１参照）。 A conventional rotary turbine engine of this type has been proposed by the present applicant and has already been patented (Japanese Patent No. 44473853). This engine is surrounded by a housing in an airtight manner, and has an internal space in which the longitudinal cross-sectional shape of the inner peripheral surface is formed by overlapping a large-diameter circle by shifting a small-diameter circle in the radial direction. A first cylinder and a second cylinder arranged at predetermined intervals on a central axis of a circle; a disk-like compression-side rotor for sucking and compressing working gas into the first cylinder; and the second cylinder A cylinder-like output-side rotor having a plurality of turbine blades at predetermined intervals on the outer peripheral surface, and one side surface of the compression-side rotor and the output-side rotor. Each of the first and second swinging pistons has a fulcrum, is swingable about the fulcrum, and rotates along the inner peripheral surface of the large-diameter circle in the first or second cylinder. The working gas is supplied from the outside to the inside of the first cylinder provided on one side of the cylinder, Utilizing an air chamber that supplies working gas compressed in the first cylinder into the second cylinder, and a hole formed in the axial center of the rotating shaft that supports the compression side rotor and the output side rotor A lubrication structure for supplying oil into each rotor and lubricating and cooling each rotor and each cylinder, and a spark plug provided at a predetermined location on the inner peripheral surface of the large-diameter circle in the second cylinder, or And a fuel injection unit (see, for example, Patent Document 1).
しかし、特許文献１に記載のロータリーエンジンにおいては、第１の気筒内で圧縮された作動気体をエアチャンバーに送るのに、特許文献１の図１及び図２に示されるように、第１の気筒２１内で回転する圧縮側ローター２３で圧縮され昇温された未燃の作動気体（圧力ρ4）は、圧縮側ローター２３に形成された切欠き溝３７内に揺動ピストン２５の嵌合片部４０が進入して行くことによって、該揺動ピストン２５のサイド凹部４６と、図１において右側に位置するセンターハウジング２９及び左側に位置するサイドハウジング３１ａのそれぞれ内側面に形成されたほぼ半円弧状の凹溝部５４とが、会合連通して形成される滑り弁を介して導入路５５に入り、この導入路５５を経て圧力ρ5の作動気体がエアチャンバー２７に送られるようになっていた。 However, in the rotary engine described in Patent Document 1, in order to send the working gas compressed in the first cylinder to the air chamber, as shown in FIGS. The unburned working gas (pressure ρ 4 ) compressed and heated by the compression side rotor 23 rotating in the cylinder 21 is fitted into the notch groove 37 formed in the compression side rotor 23. As the piece 40 enters, the side recess 46 of the swing piston 25 and the inner side surfaces of the center housing 29 located on the right side and the side housing 31a located on the left side in FIG. as an arcuate groove portion 54 enters the introduction passage 55 via a slide valve which is formed through the association with each other, working gas pressure [rho 5 through the introduction path 55 is sent to the air chamber 27 Tsu be had.
また、上記エアチャンバー２７から作動気体を第２の気筒２２内へ供給するのに、特許文献１の図１及び図３に示されるように、エアチャンバー２７から図１に示される第２の気筒２２の左側に位置するセンターハウジング２９及び右側に位置するサイドハウジング３１ｂに形成された導入路５６に入り、この導入路５６を経て第２の気筒２２の両側面に至る。このとき、図３に示される出力側ローター２４に形成された切欠き溝３７内に進入した揺動ピストン２６の嵌合片部４０が移動することによって、該揺動ピストン２６のサイド凹部４６と、図１において左側に位置するセンターハウジング２９及び右側に位置するサイドハウジング３１ｂのそれぞれ内側面に形成されたほぼ半円弧状の凹溝部５７とが、会合連通して形成される滑り弁を介して、圧力ρ5の作動気体が上記第２の気筒２２内に噴出されるようになっていた。 Further, in order to supply the working gas from the air chamber 27 into the second cylinder 22, as shown in FIGS. 1 and 3 of Patent Document 1, the second cylinder shown in FIG. 22 enters the introduction path 56 formed in the center housing 29 located on the left side of the 22 and the side housing 31b located on the right side, and reaches both side surfaces of the second cylinder 22 via the introduction path 56. At this time, the fitting piece portion 40 of the swing piston 26 that has entered the notch groove 37 formed in the output-side rotor 24 shown in FIG. 1, a substantially semicircular arc-shaped groove 57 formed on the inner surface of each of the center housing 29 located on the left side and the side housing 31b located on the right side through a slip valve formed in association with each other. The working gas having the pressure ρ 5 is jetted into the second cylinder 22.
上述のように、第１の気筒２１内で圧縮された作動気体をエアチャンバー２７に送る場合も、また、上記エアチャンバー２７から作動気体を第２の気筒２２内へ供給する場合も、それぞれのローター２３，２４に形成された切欠き溝３７内に進入する揺動ピストン２５，２６のサイド凹部４６と、それぞれの凹溝部５４，５７とが会合連通して形成される滑り弁を介して供給するようになっていたので、狭い流路に作動気体を強制的に押し込んで一時的に流れをせき止めるような状態となることもあり、作動気体の流れがスムーズではなかった。したがって、エンジンの回転数が上がらず高速回転性能を十分に向上することはできなかった。 As described above, when the working gas compressed in the first cylinder 21 is sent to the air chamber 27 and when the working gas is supplied from the air chamber 27 into the second cylinder 22, Supply is made via a slip valve formed by the side recesses 46 of the oscillating pistons 25 and 26 entering the notch grooves 37 formed in the rotors 23 and 24 and the respective recess grooves 54 and 57 in communication with each other. As a result, the working gas was forced into the narrow flow path to temporarily stop the flow, and the working gas flow was not smooth. Therefore, the engine speed has not increased and the high-speed rotation performance has not been sufficiently improved.
そこで、このような問題点に対処し、本発明が解決しようとする課題は、吸入・圧縮行程を行う一方の気筒から燃焼・排気行程を行う他方の気筒への作動気体の流れをスムーズとして高速回転性能を向上するロータリータービンエンジンを提供することにある。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention that addresses such problems is that the flow of the working gas from one cylinder that performs the intake / compression stroke to the other cylinder that performs the combustion / exhaust stroke is made smooth and high-speed. An object of the present invention is to provide a rotary turbine engine that improves rotational performance.
上記課題を解決するために、本発明によるロータリータービンエンジンは、周囲をハウジングにて気密に囲まれ、内周面の縦断面形が大径円に対し小径円を半径方向にずらして重ねた形状に形成された内部空間を有し、大径円の中心軸上に所定間隔で並べられた第１の気筒及び第２の気筒と、上記第１の気筒内にて大径円の中心より偏心した小径円の中心に回転軸を有し該小径円の断面形内に嵌合して回転し、上記第１の気筒内に作動気体を吸入・圧縮する略円盤状に形成された圧縮側ローターと、上記第２の気筒内にて大径円の中心より偏心した小径円の中心に回転軸を有し該小径円の断面形内に嵌合して回転し、上記第２の気筒内の作動気体を燃焼・排気させ、かつ外周面には所定間隔で複数のタービン・ブレードを備えた略円盤状に形成された出力側ローターと、上記圧縮側ローター及び出力側ローターの側面の１点にそれぞれ支点を有し、各ローターの外周面を跨いで上記支点を中心に揺動可能とされ、上記第１及び第２の気筒内の大径円の内周面に沿ってそれぞれ回転する揺動ピストンと、上記第１及び第２の気筒の外部一側方に設けられ第１の気筒内に外部から作動気体を供給し、この第１の気筒内で圧縮された作動気体を第２の気筒内へ供給するエアチャンバーと、上記圧縮側ローター及び出力側ローターを軸支する回転軸を利用して各ローター内にオイルを供給し、上記各ローター及び各気筒を潤滑、冷却する潤滑構造と、上記第２の気筒内の大径円の内周面の所定箇所に設けられた燃料噴射部又は点火プラグとを備え、上記圧縮側ローターの外周面に、第１の気筒内で圧縮された作動気体を収容してその回転方向前方へ送る凹所を設けると共に、上記第１の気筒の大径円より偏心した部分の小径円の外周縁部に入口を有して上記凹所内に収容された作動気体を上記第１の気筒内からエアチャンバーへ送る第１の気体通路を設け、上記エアチャンバーから第２の気筒の、大径円より偏心した部分の小径円の外周縁部に向かう第２の気体通路を設けると共に、上記出力側ローターの外周角部に、上記第１の気筒内で圧縮され第２の気体通路で送られた作動気体を収容してその回転方向前方へ送り第２の気筒内へ供給する凹所を設けたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, a rotary turbine engine according to the present invention has a shape in which a periphery is hermetically surrounded by a housing, and a longitudinal cross-sectional shape of an inner peripheral surface is formed by shifting a small diameter circle in a radial direction with respect to a large diameter circle And a first cylinder and a second cylinder arranged at predetermined intervals on the central axis of the large-diameter circle, and eccentric from the center of the large-diameter circle in the first cylinder A compression-side rotor that has a rotation shaft at the center of the small-diameter circle, is fitted in the cross-sectional shape of the small-diameter circle, rotates, and is formed into a substantially disk shape that sucks and compresses the working gas into the first cylinder. And having a rotation axis at the center of the small-diameter circle eccentric from the center of the large-diameter circle in the second cylinder, rotating in a cross-sectional shape of the small-diameter circle, and rotating in the second cylinder The working gas is burned and exhausted, and the outer peripheral surface has a substantially disk shape with a plurality of turbine blades at predetermined intervals. Each of the output side rotor and the compression side rotor and the output side rotor has a fulcrum at one point, and can swing around the fulcrum across the outer peripheral surface of each rotor. An oscillating piston that rotates along the inner peripheral surface of a large-diameter circle in the second cylinder, and a working gas from the outside provided in one side of the first and second cylinders. In each rotor using an air chamber that supplies the working gas compressed in the first cylinder into the second cylinder and a rotating shaft that supports the compression-side rotor and the output-side rotor. And a lubricating structure for lubricating and cooling each rotor and each cylinder, and a fuel injection portion or spark plug provided at a predetermined location on the inner circumferential surface of the large-diameter circle in the second cylinder. Provided on the outer circumferential surface of the compression side rotor. A recess for receiving the compressed working gas and feeding it forward in the rotational direction, and having an inlet at the outer peripheral edge of the small-diameter circle eccentric from the large-diameter circle of the first cylinder A first gas passage is provided for sending the working gas contained in the recess from the first cylinder to the air chamber, and the outside of the small diameter circle of the second cylinder from the air chamber is eccentric from the large diameter circle. A second gas passage toward the peripheral portion is provided, and a working gas compressed in the first cylinder and sent through the second gas passage is accommodated in the outer peripheral corner portion of the output-side rotor to rotate in the direction of rotation. A recess that feeds forward and feeds into the second cylinder is provided.
本発明によるロータリータービンエンジンによれば、圧縮側ローターの外周面に設けられた凹所により第１の気筒内で圧縮された作動気体を収容してその回転方向前方へ送り、第１の気筒の大径円より偏心した部分の小径円の外周縁部に入口を有して設けられた第１の気体通路で上記凹所内に収容された作動気体を上記第１の気筒内からエアチャンバーへ送り、このエアチャンバーから第２の気筒の、大径円より偏心した部分の小径円の外周縁部に向かう第２の気体通路を設け、出力側ローターの外周角部に設けられた凹所により上記第１の気筒内で圧縮され第２の気体通路で送られた作動気体を収容してその回転方向前方へ送り第２の気筒内へ供給することができる。これにより、吸入・圧縮行程を行う第１の気筒から燃焼・排気行程を行う第２の気筒への作動気体の流れをスムーズとすることができる。したがって、第１の気筒内で圧縮された作動気体を第２の気筒へスムーズに供給してエンジンの回転数が上がり、高速回転性能を向上することができる。 According to the rotary turbine engine of the present invention, the working gas compressed in the first cylinder is accommodated by the recess provided in the outer peripheral surface of the compression side rotor, and is sent forward in the rotation direction. The working gas contained in the recess is sent from the first cylinder to the air chamber through a first gas passage provided with an inlet at the outer peripheral edge of the small-diameter circle that is eccentric from the large-diameter circle. The second gas passage from the air chamber to the outer peripheral edge of the small-diameter circle of the second cylinder, which is eccentric from the large-diameter circle, is provided, and the recess is provided in the outer peripheral corner of the output-side rotor. The working gas compressed in the first cylinder and sent in the second gas passage can be accommodated and fed forward in the rotational direction to be supplied into the second cylinder. Thereby, the flow of the working gas from the first cylinder performing the intake / compression stroke to the second cylinder performing the combustion / exhaust stroke can be made smooth. Therefore, the working gas compressed in the first cylinder can be smoothly supplied to the second cylinder, the engine speed can be increased, and high-speed rotation performance can be improved.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明によるロータリータービンエンジンの実施形態を示す断面図であり、図２は図１のＣ−Ｃ線断面図、図３は図１のＤ−Ｄ線断面図である。なお、図１の左半分は図２のＡ−Ｏ−Ａ線断面図に相当し、図１の右半分は図３のＢ−Ｂ線断面図に相当する。このロータリータービンエンジンは、回転軸に沿って並設された二つの気筒内にそれぞれローターを嵌合し、一方の気筒内で吸入・圧縮行程を、他方の気筒内で燃焼・排気行程を行って上記ローターに連結された回転軸から出力を得るもので、図１〜図３に示すように、第１の気筒２１と、第２の気筒２２と、圧縮側ローター２３と、出力側ローター２４と、揺動ピストン２５，２６と、エアチャンバー２７と、潤滑構造と、燃料噴射部２８又は点火プラグとを備えて成る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a rotary turbine engine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along line A-O-A in FIG. 2, and a right half in FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In this rotary turbine engine, a rotor is fitted in two cylinders arranged side by side along a rotation axis, and an intake / compression stroke is performed in one cylinder and a combustion / exhaust stroke is performed in the other cylinder. As shown in FIGS. 1 to 3, the first cylinder 21, the second cylinder 22, the compression side rotor 23, and the output side rotor 24 are used to obtain an output from the rotary shaft connected to the rotor. The oscillating pistons 25 and 26, the air chamber 27, the lubrication structure, and the fuel injection portion 28 or the spark plug are provided.
なお、図１において、符号２９は第１及び第２の気筒２１，２２の間を仕切るセンターハウジングを示し、符号３０ａは第１の気筒２１の外周を囲むアウターハウジングを示し、符号３０ｂは第２の気筒２２の外周を囲むアウターハウジングを示し、符号３１ａは第１の気筒２１の左側面を囲むサイドハウジングを示し、符号３１ｂは第２の気筒２２の右側面を囲むサイドハウジングを示している。 In FIG. 1, reference numeral 29 denotes a center housing that partitions the first and second cylinders 21 and 22, reference numeral 30a denotes an outer housing that surrounds the outer periphery of the first cylinder 21, and reference numeral 30b denotes a second housing. An outer housing surrounding the outer periphery of the cylinder 22 is shown. Reference numeral 31 a denotes a side housing surrounding the left side surface of the first cylinder 21. Reference numeral 31 b denotes a side housing surrounding the right side surface of the second cylinder 22.
上記第１の気筒２１は、回転軸３２に沿って並設された二つの気筒のうちの一つであって後述の圧縮側ローター２３と共に吸入・圧縮行程を行うもので、図２に示すように、外周をアウターハウジング３０ａに囲まれ、そのアウターハウジング３０ａ内にて内周面の縦断面形が大径円Ｃ1に対し小径円Ｃ2を半径方向にて上下にずらして重ねた略ダルマ形の形状に形成された内部空間を有している。そして、図１に示すように、この第１の気筒２１の右側面はセンターハウジング２９で囲まれ、左側面はサイドハウジング３１ａで囲まれて、全周囲がハウジングにて気密に囲まれている。 The first cylinder 21 is one of two cylinders arranged side by side along the rotation shaft 32 and performs a suction / compression stroke together with a compression-side rotor 23 described later, as shown in FIG. in, surrounded on the outer circumference to the outer housing 30a, substantially Dharma longitudinal sectional shape of the inner circumferential surface with respect to the large diameter C 1 overlaid by shifting up and down the small-diameter circle C 2 at the radial direction on the outer housing 30a in It has an internal space formed into a shape. As shown in FIG. 1, the right side surface of the first cylinder 21 is surrounded by a center housing 29, the left side surface is surrounded by a side housing 31a, and the entire periphery is hermetically surrounded by the housing.
また、第２の気筒２２は、回転軸３２に沿って並設された二つの気筒のうちの二つ目であって後述の出力側ローター２４と共に燃焼・排気行程を行うもので、図３に示すように、外周をアウターハウジング３０ｂに囲まれ、そのアウターハウジング３０ｂ内にて内周面の縦断面形が大径円Ｃ1に対し小径円Ｃ2を半径方向にて上下にずらして重ねた略ダルマ形の形状に形成された内部空間を有している。そして、図１に示すように、この第２の気筒２２の左側面はセンターハウジング２９で囲まれ、右側面はサイドハウジング３１ｂで囲まれて、全周囲がハウジングにて気密に囲まれている。 The second cylinder 22 is the second of the two cylinders arranged side by side along the rotation shaft 32, and performs a combustion / exhaust stroke together with an output side rotor 24 described later. as shown, surrounded by the outer periphery to the outer housing 30b, the longitudinal sectional shape of the inner peripheral surface at the outer housing 30b in the relative large diameter C 1 overlaid by shifting up and down the small-diameter circle C 2 at radial It has an internal space formed in a substantially dharma shape. As shown in FIG. 1, the left side surface of the second cylinder 22 is surrounded by a center housing 29, the right side surface is surrounded by a side housing 31b, and the entire periphery is hermetically surrounded by the housing.
このような状態で、図１に示すように、第１の気筒２１及び第２の気筒２２は、図２及び図３に示す大径円Ｃ1の中心軸上に所定間隔で並べられている。 In this state, as shown in FIG. 1, the first cylinder 21 and the second cylinder 22 are arranged at a predetermined interval on the central axis of the large-diameter circle C 1 shown in FIGS. .
上記第１の気筒２１内には、圧縮側ローター２３が嵌合されている。この圧縮側ローター２３は、第１の気筒２１内に作動気体を吸入して圧縮するためのもので、所定の厚さの略円盤状に形成され、図２に示すように、上記第１の気筒２１内にて大径円Ｃ1の中心より上側に偏心した小径円Ｃ2の中心Ｏに回転軸３２を有し該小径円Ｃ2の断面形内に嵌合して回転するようになっている。このとき、大径円Ｃ1の周上にて小径円Ｃ2と交差する点Ｘから点Ｙまでの円弧部分にてその小径円Ｃ2が上にずれて重なった略ダルマ形の部分に圧縮側ローター２３が陥入している。これにより、後述のエアチャンバー２７から第１の気筒２１内に延びる吸入路３３の先端部を上記圧縮側ローター２３の外周面で塞いで、第１の気筒２１に対する圧縮側ローター２３の嵌合の気密度を高めることができる。 A compression-side rotor 23 is fitted in the first cylinder 21. The compression-side rotor 23 is for sucking and compressing the working gas into the first cylinder 21, and is formed in a substantially disc shape having a predetermined thickness. As shown in FIG. The cylinder 21 has a rotation shaft 32 at the center O of the small-diameter circle C 2 that is eccentric to the upper side of the center of the large-diameter circle C 1 , and is fitted into the cross-sectional shape of the small-diameter circle C 2 to rotate. ing. At this time, in the arc portion from point X to point Y intersecting the small-diameter circle C 2 on the circumference of the large-diameter circle C 1 , the small-diameter circle C 2 is compressed into a substantially dharma-shaped portion that is shifted upward and overlapped. The side rotor 23 is indented. As a result, the distal end portion of the suction passage 33 extending from the air chamber 27 to be described later into the first cylinder 21 is closed with the outer peripheral surface of the compression side rotor 23, and the compression side rotor 23 is fitted to the first cylinder 21. The airtightness can be increased.
また、上記第２の気筒２２内には、出力側ローター２４が嵌合されている。この出力側ローター２４は、第２の気筒２２内の作動気体を燃焼して排気させるためのもので、所定の厚さの略円盤状に形成され、図３に示すように、上記第２の気筒２２内にて大径円Ｃ1の中心より上側に偏心した小径円Ｃ2の中心Ｏに回転軸３２を有し該小径円Ｃ2の断面形内に嵌合して回転するようになっている。このとき、大径円Ｃ1の周上にて小径円Ｃ2と交差する点Ｘから点Ｙまでの円弧部分にてその小径円Ｃ2が上にずれて重なった略ダルマ形の部分に出力側ローター２４が陥入している。これにより、第２の気筒２２から外方に延びる排気路３４の基端部を上記出力側ローター２４の外周面で塞いで、第２の気筒２２に対する出力側ローター２４の嵌合の気密度を高めることができる。 An output side rotor 24 is fitted in the second cylinder 22. The output-side rotor 24 is for burning and exhausting the working gas in the second cylinder 22, and is formed in a substantially disc shape having a predetermined thickness. As shown in FIG. A rotation shaft 32 is provided at the center O of the small-diameter circle C 2 that is eccentric to the upper side of the center of the large-diameter circle C 1 in the cylinder 22, and the rotary shaft 32 is fitted into the cross-sectional shape of the small-diameter circle C 2 to rotate. ing. At this time, in the arc portion from the point X to the point Y intersecting the small-diameter circle C 2 on the circumference of the large-diameter circle C 1 , the small-diameter circle C 2 is output to a substantially dharma-shaped portion that is shifted upward and overlapped. The side rotor 24 is indented. As a result, the base end portion of the exhaust passage 34 extending outward from the second cylinder 22 is closed by the outer peripheral surface of the output-side rotor 24, and the air density of the fitting of the output-side rotor 24 with respect to the second cylinder 22 is reduced. Can be increased.
さらに、上記出力側ローター２４の外周面には、図８及び図９に示すように、所定間隔で複数のタービン・ブレード３５が全周にわたって設けられている。このタービン・ブレード３５は、上記第２の気筒２２内における燃焼・排気行程における爆轟波及び残留背圧を利用して強力な駆動力を３６０度にわたり得るようにするもので、出力側ローター２４の外周面に回転方向Ｒの前方側が深く削られて段部を有する凹溝状に形成されている。 Further, as shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of turbine blades 35 are provided on the outer peripheral surface of the output-side rotor 24 over the entire circumference at predetermined intervals. The turbine blade 35 is configured to obtain a powerful driving force over 360 degrees using detonation waves and residual back pressure in the combustion and exhaust strokes in the second cylinder 22. The front side in the rotation direction R is deeply cut on the outer peripheral surface of the groove to form a concave groove having a stepped portion.
上記圧縮側ローター２３及び出力側ローター２４には、それぞれ揺動ピストン２５（図２参照）、揺動ピストン２６（図３参照）が取り付けられている。これらの揺動ピストン２５，２６は、それぞれのローター２３，２４の側面の１点に支点を有して各ローターと共に回転しながら揺動するもので、上記第１及び第２の気筒２１，２２内の大径円Ｃ1の内周面に沿ってそれぞれ回転するように、互いに同様の構造とされている。 A swing piston 25 (see FIG. 2) and a swing piston 26 (see FIG. 3) are attached to the compression side rotor 23 and the output side rotor 24, respectively. These swing pistons 25 and 26 have a fulcrum at one point on the side surfaces of the rotors 23 and 24, and swing while rotating together with the rotors. The first and second cylinders 21 and 22 described above. so as to rotate respectively along the inner peripheral surface of the large diameter C 1 of the inner, it has a similar structure.
まず、圧縮側ローター２３について図４及び図５を参照して説明し、その圧縮側ローター２３に取り付けられる揺動ピストン２５について、図６及び図７を参照して説明する。
図４において、圧縮側ローター２３の側面の１点にはピン孔３６が形成され、その略円盤状部材の一部には該部材内に食い込むようにほぼ円弧状断面の切欠き溝３７が形成されている。そして、揺動ピストン２５は、図６に示すように正面視でほぼ倒Ｌ字状に形成され、図７に示すように右側面視でほぼ倒コ字状に形成されており、このコ字状の腕部材３８で圧縮側ローター２３の外周面を跨いで組み合わされるようになっている。上記揺動ピストン２５の腕部材３８の基端部には上記ピン孔３６と合致するピン孔３９を有し、腕部材３８の先端部には上記切欠き溝３７に嵌り得るほぼ円弧状の嵌合片部４０を有している。このような状態で、図４に示す圧縮側ローター２３の略円盤状部材の外周面に、図７に示す揺動ピストン２５のコ字状の腕部材３８を跨がせ、上記ピン孔３６とピン孔３９とを合致させて図２に示すピストンピン４１を挿入し、圧縮側ローター２３の切欠き溝３７内に揺動ピストン２５の嵌合片部４０を嵌め合わせる。これにより、上記圧縮側ローター２３の側面の１点（ピストンピン４１）を支点とし、該支点を中心に揺動ピストン２５が揺動可能とされる。
First, the compression side rotor 23 will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and the swing piston 25 attached to the compression side rotor 23 will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
In FIG. 4, a pin hole 36 is formed at one point on the side surface of the compression side rotor 23, and a notch groove 37 having a substantially arc-shaped cross section is formed in a part of the substantially disk-shaped member so as to bite into the member. Has been. The swing piston 25 is formed in a substantially inverted L shape when viewed from the front as shown in FIG. 6, and is formed in an approximately inverted U shape when viewed from the right side as shown in FIG. A pair of arm members 38 are combined across the outer peripheral surface of the compression-side rotor 23. The base end portion of the arm member 38 of the swing piston 25 has a pin hole 39 that matches the pin hole 36, and the tip end portion of the arm member 38 has a substantially arc-like fit that can be fitted into the notch groove 37. It has a piece 40. In this state, the U-shaped arm member 38 of the swing piston 25 shown in FIG. 7 is straddled on the outer peripheral surface of the substantially disk-like member of the compression side rotor 23 shown in FIG. The piston pin 41 shown in FIG. 2 is inserted with the pin hole 39 matched, and the fitting piece portion 40 of the swing piston 25 is fitted into the notch groove 37 of the compression side rotor 23. As a result, one point (piston pin 41) on the side surface of the compression side rotor 23 serves as a fulcrum, and the oscillating piston 25 can oscillate about the fulcrum.
このような状態で、図２に示すように、第１の気筒２１内にて大径円Ｃ1の中心より上側に偏心した小径円Ｃ2の断面形内に圧縮側ローター２３が嵌合し、揺動ピストン２５は上記ピストンピン４１を結合点として上記圧縮側ローター２３と共に回転する。このとき、図５に示すように、圧縮側ローター２３の外周面の角部は適宜の角度（例えば４５度程度）で面取りが施されて面取り部４２が形成されており、この面取り部４２が、図２において第１の気筒２１内にて大径円Ｃ1に対し小径円Ｃ2が上にずれて重なった略ダルマ形の部分に陥入している。そして、上記大径円Ｃ1の内周面の角部も適宜の角度（例えば４５度程度）で面取りが施されて面取り部４３が形成されている。この状態で、図６に示す揺動ピストン２５の倒Ｌ字状の角部４４（この部分も４５度程度で面取りが施されている）が上記大径円Ｃ1の内周面の面取り部４３に嵌合して、該揺動ピストン２５が第１の気筒２１内の大径円Ｃ1の内周面に沿って回転するようになっている。したがって、上記揺動ピストン２５は、上記略ダルマ形の小径円Ｃ2の部分には陥入せずに、真円軌道を回転して第１の気筒２１内の気密を維持する。 In this state, as shown in FIG. 2, the compression-side rotor 23 is fitted into the cross-sectional shape of the small-diameter circle C 2 that is eccentric to the upper side of the center of the large-diameter circle C 1 in the first cylinder 21. The swinging piston 25 rotates together with the compression side rotor 23 with the piston pin 41 as a coupling point. At this time, as shown in FIG. 5, the corner portion of the outer peripheral surface of the compression side rotor 23 is chamfered at an appropriate angle (for example, about 45 degrees) to form a chamfered portion 42. In FIG. 2, in the first cylinder 21, a small-diameter circle C 2 is shifted upward with respect to the large-diameter circle C 1 and is indented into a substantially dharma-shaped portion. Then, the corner portions of the inner peripheral surface of the large diameter C 1 also appropriate angle (e.g. 45 degrees) chamfered by chamfered portion 43 is formed. In this state, the inverted L-shaped corner portion 44 (which is also chamfered at about 45 degrees) of the swing piston 25 shown in FIG. 6 is a chamfered portion on the inner peripheral surface of the large-diameter circle C 1. fitted to 43, the swing piston 25 is rotated along the inner circumferential surface of the large diameter C 1 in the first cylinder 21. Therefore, the oscillating piston 25 does not intrude into the portion of the substantially dharma-shaped small-diameter circle C 2 , and maintains a hermeticity in the first cylinder 21 by rotating on a perfect circular path.
次に、出力側ローター２４について図８及び図９を参照して説明し、その出力側ローター２４に取り付けられる揺動ピストン２６（図３参照）について、図６及び図７を参照して説明する。この場合、図２と図３とを比較して分かるように、出力側ローター２４の揺動ピストン２６は、ピストンピン４１と回転軸３２の中心Ｏとを結ぶ直線を境にして、圧縮側ローター２３の揺動ピストン２５と左右対称に形成されている。したがって、出力側ローター２４は、図４に示す圧縮側ローター２３と左右が入れ替わった状態に形成され、揺動ピストン２６も図６に示す揺動ピストン２５と左右が入れ替わった状態に形成されている。 Next, the output side rotor 24 will be described with reference to FIGS. 8 and 9, and the swing piston 26 (see FIG. 3) attached to the output side rotor 24 will be described with reference to FIGS. . In this case, as can be seen by comparing FIG. 2 and FIG. 3, the swinging piston 26 of the output side rotor 24 is a compression side rotor with a straight line connecting the piston pin 41 and the center O of the rotating shaft 32 as a boundary. It is formed symmetrically with 23 swing pistons 25. Therefore, the output-side rotor 24 is formed in a state where the left and right are interchanged with the compression-side rotor 23 shown in FIG. 4, and the swing piston 26 is also formed in a state where the left and right are replaced with the swing piston 25 shown in FIG. .
図８において、出力側ローター２４の側面の１点にはピン孔３６が形成され、その円盤状部材の一部には該部材内に食い込むようにほぼ円弧状断面の切欠き溝３７が形成されている。そして、揺動ピストン２６は、図６に示すと同様に正面視でほぼ倒Ｌ字状に形成され、図７に示すと同様に左側面視でほぼ倒コ字状に形成されており、このコ字状の腕部材３８で出力側ローター２４の外周面を跨いで組み合わされるようになっている。上記揺動ピストン２６の腕部材３８の基端部には上記ピン孔３６と合致するピン孔３９を有し、腕部材３８の先端部には上記切欠き溝３７に嵌り得るほぼ円弧状の嵌合片部４０を有している。このような状態で、図８に示す出力側ローター２４の円盤状部材の外周面に、図７に示すと同様の揺動ピストン２６のコ字状の腕部材３８を跨がせ、上記ピン孔３６とピン孔３９とを合致させて図３に示すピストンピン４１を挿入し、出力側ローター２４の切欠き溝３７内に揺動ピストン２６の嵌合片部４０を嵌め合わせる。これにより、上記出力側ローター２４の側面の１点（ピストンピン４１）を支点とし、該支点を中心に揺動ピストン２６が揺動可能とされる。 In FIG. 8, a pin hole 36 is formed at one point on the side surface of the output rotor 24, and a notch groove 37 having a substantially arc-shaped cross section is formed in a part of the disk-shaped member so as to bite into the member. ing. As shown in FIG. 6, the swing piston 26 is formed in a substantially inverted L shape when viewed from the front, and is formed in an approximately inverted U shape when viewed from the left side as shown in FIG. A U-shaped arm member 38 is combined across the outer peripheral surface of the output-side rotor 24. The base end portion of the arm member 38 of the swing piston 26 has a pin hole 39 that matches the pin hole 36, and the tip end portion of the arm member 38 has a substantially arc-like fit that can be fitted into the notch groove 37. It has a piece 40. In this state, the U-shaped arm member 38 of the swing piston 26 similar to that shown in FIG. 7 is straddled on the outer peripheral surface of the disk-like member of the output-side rotor 24 shown in FIG. 36 and the pin hole 39 are matched, and the piston pin 41 shown in FIG. 3 is inserted, and the fitting piece portion 40 of the swinging piston 26 is fitted into the notch groove 37 of the output side rotor 24. Accordingly, the swing piston 26 can swing around the fulcrum at one point (piston pin 41) on the side surface of the output-side rotor 24.
このような状態で、図３に示すように、第２の気筒２２内にて大径円Ｃ1の中心より上側に偏心した小径円Ｃ2の断面形内に出力側ローター２４が嵌合し、揺動ピストン２６は上記ピストンピン４１を結合点として上記出力側ローター２４と共に回転する。このとき、図９に示すように、出力側ローター２４の外周面の角部は適宜の角度（例えば４５度程度）で面取りが施されて面取り部４２が形成されており、この面取り部４２が、図３において第２の気筒２２内にて大径円Ｃ1に対し小径円Ｃ2が上にずれて重なった略ダルマ形の部分に陥入している。そして、上記大径円Ｃ1の内周面の角部も適宜の角度（例えば４５度程度）で面取りが施されて面取り部４３が形成されている。この状態で、図６に示すと同様の揺動ピストン２６の倒Ｌ字状の角部４４（この部分も４５度程度で面取りが施されている）が上記大径円Ｃ1の内周面の面取り部４３に嵌合して、該揺動ピストン２６が第２の気筒２２内の大径円Ｃ1の内周面に沿って回転するようになっている。したがって、上記揺動ピストン２６は、上記略ダルマ形の小径円Ｃ2の部分には陥入せずに、真円軌道を回転して第２の気筒２２内の気密を維持する。 In this state, as shown in FIG. 3, the output-side rotor 24 is fitted in the cross-sectional shape of the small-diameter circle C 2 that is eccentric above the center of the large-diameter circle C 1 in the second cylinder 22. The swing piston 26 rotates together with the output-side rotor 24 with the piston pin 41 as a coupling point. At this time, as shown in FIG. 9, the corner portion of the outer peripheral surface of the output-side rotor 24 is chamfered at an appropriate angle (for example, about 45 degrees) to form a chamfered portion 42. In FIG. 3, a small-diameter circle C 2 is displaced in the second cylinder 22 with respect to the large-diameter circle C 1, and is indented into a substantially dharma-shaped portion. Then, the corner portions of the inner peripheral surface of the large diameter C 1 also appropriate angle (e.g. 45 degrees) chamfered by chamfered portion 43 is formed. In this state, the inverted L-shaped corner portion 44 (which is also chamfered at about 45 degrees) of the swinging piston 26 similar to that shown in FIG. 6 is the inner peripheral surface of the large-diameter circle C 1. The swing piston 26 is adapted to rotate along the inner peripheral surface of the large-diameter circle C 1 in the second cylinder 22. Therefore, the oscillating piston 26 does not intrude into the portion of the substantially dharma-shaped small-diameter circle C 2 , and maintains a hermetic seal in the second cylinder 22 by rotating on a perfect circular path.
なお、図８及び図９において、符号３５は、上記出力側ローター２４の外周面に所定間隔で全周にわたって設けられた複数のタービン・ブレードを示している。 8 and 9, reference numeral 35 indicates a plurality of turbine blades provided on the outer peripheral surface of the output-side rotor 24 over the entire circumference at a predetermined interval.
そして、図８に示すように、上記出力側ローター２４の外周面上にて切欠き溝３７の近傍には、燃焼室４５となる凹所が形成されている。また、図６及び図７に示すように、上記揺動ピストン２５及び揺動ピストン２６の嵌合片部４０の両側部には、サイド凹部４６が形成されており、作動気体を次の行程に送る滑り弁を形成するようになっている。 As shown in FIG. 8, a recess serving as a combustion chamber 45 is formed in the vicinity of the notch groove 37 on the outer peripheral surface of the output-side rotor 24. As shown in FIGS. 6 and 7, side recesses 46 are formed on both sides of the fitting piece 40 of the oscillating piston 25 and the oscillating piston 26, and the working gas is moved to the next stroke. It is designed to form a sliding valve.
上記第１及び第２の気筒２１，２２の外部一側方の近傍には、エアチャンバー２７が設けられている。このエアチャンバー２７は、第１の気筒２１内に外部から作動気体を供給し、この第１の気筒２１内で圧縮された作動気体を第２の気筒２２内へ供給するもので、内側に気体供給管４７を備え、外側に覆管４８を備えた二重構造とされている。上記気体供給管４７は、図示省略のエアストレーナを経て外部から供給された作動気体を第１の気筒２１内に供給するもので、その外周面には熱交換用のスパイラルフィン４９が複数枚取り付けられている。また、覆管４８は、上記気体供給管４７をスパイラルフィン４９ごと覆って上記第１の気筒２１内で圧縮された作動気体を第２の気筒２２内へ供給するもので、その両端部が第１の気筒２１及び第２の気筒２２内に連通している。 An air chamber 27 is provided in the vicinity of the outer side of the first and second cylinders 21 and 22. The air chamber 27 supplies the working gas from the outside into the first cylinder 21 and supplies the working gas compressed in the first cylinder 21 into the second cylinder 22. A double pipe structure including a supply pipe 47 and a cover pipe 48 on the outside is provided. The gas supply pipe 47 supplies the working gas supplied from the outside through an air strainer (not shown) into the first cylinder 21, and a plurality of heat exchange spiral fins 49 are attached to the outer peripheral surface thereof. It has been. The cover tube 48 covers the gas supply tube 47 together with the spiral fins 49 and supplies the working gas compressed in the first cylinder 21 into the second cylinder 22. The first cylinder 21 and the second cylinder 22 communicate with each other.
そして、本発明のロータリータービンエンジンの運転中においては、上記第１の気筒２１内で圧縮され昇温された作動気体を第２の気筒２２内へ供給する際にスパイラルフィン４９との接触により熱交換が行われ、該作動気体の温度で外部から上記気体供給管４７に供給された新しい作動気体を加温して、第１の気筒２１内に供給される作動気体（吸入燃料）を暖めることができる。また、上記第１の気筒２１内で圧縮され昇温された作動気体を上記気体供給管４７のスパイラルフィン４９との熱交換により冷却して、その気体密度を上げて第２の気筒２２内に供給することができる。 During operation of the rotary turbine engine of the present invention, when the working gas compressed and heated in the first cylinder 21 is supplied into the second cylinder 22, heat is generated by contact with the spiral fins 49. The exchange is performed, and the new working gas supplied from the outside to the gas supply pipe 47 is heated at the temperature of the working gas to warm the working gas (intake fuel) supplied into the first cylinder 21. Can do. Further, the working gas compressed and heated in the first cylinder 21 is cooled by heat exchange with the spiral fins 49 of the gas supply pipe 47, and the gas density is increased to enter the second cylinder 22. Can be supplied.
上記圧縮側ローター２３及び出力側ローター２４を軸支する回転軸３２の軸心部には、潤滑構造が設けられている。この潤滑構造は、上記回転軸３２の軸心部に形成された穴５０を利用して各ローター２３，２４内にオイルを供給し、上記各ローター２３，２４及び各気筒２１，２２を潤滑、冷却するものである。その潤滑構造は、図１に示すように、上記回転軸３２の軸心部に形成された穴５０の内部に細長状のオイルパイプ５１を挿入し、このオイルパイプ５１内にオイルを圧送して該オイルパイプ５１の側面にて上記第１及び第２の気筒２１，２２に対応する位置に形成された孔５２，５３から各ローター２３，２４内にオイルを噴出するようになっている。 A lubrication structure is provided in the axial center portion of the rotating shaft 32 that supports the compression side rotor 23 and the output side rotor 24. In this lubricating structure, oil is supplied into the rotors 23 and 24 using the holes 50 formed in the axial center of the rotating shaft 32, and the rotors 23 and 24 and the cylinders 21 and 22 are lubricated. It is to be cooled. As shown in FIG. 1, the lubricating structure is such that an elongated oil pipe 51 is inserted into a hole 50 formed in the axial center of the rotating shaft 32, and oil is pumped into the oil pipe 51. Oil is jetted into the rotors 23 and 24 through holes 52 and 53 formed at positions corresponding to the first and second cylinders 21 and 22 on the side surface of the oil pipe 51.
そして、上記第２の気筒２２内の大径円Ｃ1の内周面の所定箇所には、図３に示すように、燃料噴射部２８が設けられている。なお、第２の気筒２２内における作動気体の圧縮比が燃料噴射では爆発しない程度の場合は、燃料噴射部２８の替わりに点火プラグを設けてもよい。 Further, as shown in FIG. 3, a fuel injection unit 28 is provided at a predetermined location on the inner peripheral surface of the large-diameter circle C 1 in the second cylinder 22. If the compression ratio of the working gas in the second cylinder 22 is such that it does not explode by fuel injection, a spark plug may be provided instead of the fuel injection unit 28.
なお、図２〜図３において、第１及び第２の気筒２１，２２の周りには、エンジン冷却用のウォータージャケット６６が設けられており、ウォーターラジエーターにより熱の放散を行うようになっている。 2 to 3, a water jacket 66 for cooling the engine is provided around the first and second cylinders 21 and 22, and heat is dissipated by the water radiator. .
ここで、本発明においては、上記圧縮側ローター２３の外周面に、第１の気筒２１内で圧縮された作動気体を収容してその回転方向前方へ送る凹所を設けると共に、上記第１の気筒２１の大径円Ｃ1より偏心した部分の小径円Ｃ2の外周縁部に入口を有して上記凹所内に収容された作動気体を上記第１の気筒２１内からエアチャンバー２７へ送る第１の気体通路を設けている。また、上記エアチャンバー２７から第２の気筒２２の、大径円Ｃ1より偏心した部分の小径円Ｃ2の外周縁部に向かう第２の気体通路を設けると共に、上記出力側ローター２４の外周角部に、上記第１の気筒２１内で圧縮され第２の気体通路で送られた作動気体を収容してその回転方向前方へ送り第２の気筒２２内へ供給する凹所を設けている。 Here, in the present invention, the outer circumferential surface of the compression-side rotor 23 is provided with a recess for accommodating the working gas compressed in the first cylinder 21 and sending it forward in the rotation direction, and the first Send a working gas contained has an inlet into said recess in the outer periphery of the large diameter C 1 diameter circle C 2 of the eccentric portion from the cylinders 21 from the inside first cylinder 21 to the air chamber 27 A first gas passage is provided. In addition, a second gas passage is provided from the air chamber 27 toward the outer peripheral edge of the small-diameter circle C 2 of the second cylinder 22 that is eccentric from the large-diameter circle C 1 , and the outer periphery of the output-side rotor 24 is provided. A corner is provided with a recess that accommodates the working gas compressed in the first cylinder 21 and sent in the second gas passage and feeds it forward in the rotational direction into the second cylinder 22. .
まず、図２及び図４に示す圧縮側ローター２３において、その外周面に凹所６１が設けられている。この凹所６１は、第１の気筒２１内で圧縮された作動気体を収容してその回転方向前方へ送るもので、圧縮側ローター２３の外周面に回転方向Ｒの前方側が深く削られた段部を有する凹溝状に形成され、図４に示すように所定の長さで延びている。また、図２に示す第１の気筒２１の外周を囲むアウターハウジング３０ａにおいて、上記圧縮側ローター２３の外周部からエアチャンバー２７へ向かう経路に第１の気体通路６２が設けられている。この第１の気体通路６２は、上記圧縮側ローター２３の凹所６１内に収容された作動気体を第１の気筒２１内からエアチャンバー２７へ送るもので、第１の気筒２１の大径円Ｃ1より偏心した部分の小径円Ｃ2の外周縁部に入口６３を有してエアチャンバー２７へ向かう放物線状に湾曲した通路として形成されている。 First, in the compression side rotor 23 shown in FIGS. 2 and 4, a recess 61 is provided on the outer peripheral surface thereof. The recess 61 accommodates the working gas compressed in the first cylinder 21 and sends it forward in the rotational direction. The step is obtained by deeply cutting the front side in the rotational direction R on the outer peripheral surface of the compression-side rotor 23. It is formed in the shape of a concave groove having a portion, and extends with a predetermined length as shown in FIG. Further, in the outer housing 30 a surrounding the outer periphery of the first cylinder 21 shown in FIG. 2, a first gas passage 62 is provided in a path from the outer peripheral portion of the compression side rotor 23 toward the air chamber 27. The first gas passage 62 sends the working gas contained in the recess 61 of the compression side rotor 23 from the inside of the first cylinder 21 to the air chamber 27. A parabolically curved passage toward the air chamber 27 is formed having an inlet 63 at the outer peripheral edge of the small-diameter circle C 2 that is eccentric from C 1 .
一方、図３及び図８に示す出力側ローター２４に関連して、図３に示す第２の気筒２２の外周を囲むアウターハウジング３０ｂにおいて、エアチャンバー２７から第２の気筒２２へ向かう経路に第２の気体通路６４が設けられている。この第２の気体通路６４は、上記第１の気筒２１内で圧縮された作動気体を第２の気筒２２へ送るもので、後述の導入路５６の途中から分岐して大径円Ｃ1より偏心した部分の小径円Ｃ2の外周縁部に向かう通路として形成されている。また、図３及び図８に示す出力側ローター２４において、その外周角部に凹所６５が設けられている。この凹所６５は、第１の気筒２１内で圧縮され第２の気体通路６４で送られた作動気体を収容してその回転方向前方へ送り第２の気筒２２内へ供給するもので、図９に示すように出力側ローター２４の外周面の角部に施された面取り部４２に凹溝状に形成され、図８に示すように所定の長さで円弧状に延びている。 On the other hand, in relation to the output-side rotor 24 shown in FIGS. 3 and 8, the outer housing 30 b surrounding the outer periphery of the second cylinder 22 shown in FIG. 3 has a first path along the path from the air chamber 27 to the second cylinder 22. Two gas passages 64 are provided. The second gas passage 64 is for sending the working gas compressed in the first cylinder 21 to the second cylinder 22 and is branched from the middle of an introduction passage 56 described later from a large-diameter circle C 1 . It is formed as a passage toward the outer peripheral edge of the small-diameter circle C 2 at the eccentric portion. Moreover, in the output side rotor 24 shown in FIG.3 and FIG.8, the recess 65 is provided in the outer peripheral corner | angular part. The recess 65 accommodates the working gas compressed in the first cylinder 21 and sent through the second gas passage 64, and sends it forward in the rotational direction to supply it into the second cylinder 22. As shown in FIG. 9, a chamfered portion 42 is formed in a chamfered portion 42 formed at a corner portion of the outer peripheral surface of the output side rotor 24, and extends in an arc shape with a predetermined length as shown in FIG.
なお、図２〜図３の構成において、エアチャンバー２７は、第１の気筒２１及び第２の気筒２２の外部一側方にて圧縮側ローター２３及び出力側ローター２４に対して左右対称の中央位置にあり、各ローター２３，２４の中立なバランスを取っている。必要に応じて、各ローター２３，２４の相対位置は、エンジンの組立て時に自由に変えられる。この場合、各ローター２３，２４の精密なバランスは、例えば、図示省略のフライホイールを取り付けることにより調整することができる。 2 to 3, the air chamber 27 has a symmetrical center with respect to the compression side rotor 23 and the output side rotor 24 on the outer side of the first cylinder 21 and the second cylinder 22. In position, each rotor 23, 24 is neutrally balanced. If necessary, the relative positions of the rotors 23 and 24 can be freely changed when the engine is assembled. In this case, the precise balance of the rotors 23 and 24 can be adjusted, for example, by attaching a flywheel (not shown).
次に、このように構成された本発明のロータリータービンエンジンの作動行程について、図１〜図３を参照して説明する。まず、図１において、外気（圧力ρ0）が図示省略のエアストレーナを経てエアチャンバー２７の気体供給管４７に圧力ρ1の作動気体として供給される。このとき、エンジンが運転中においては、前記第１の気筒２１内で圧縮され昇温された作動気体を第２の気筒２２内へ送る際にスパイラルフィン４９との接触により熱交換が行われ、該作動気体の温度で外部から上記気体供給管４７に供給された新しい作動気体を加温して、第１の気筒２１内に供給される作動気体（又は吸入燃料）を暖める。 Next, the operation stroke of the rotary turbine engine of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 1, outside air (pressure ρ 0 ) is supplied as a working gas having a pressure ρ 1 to a gas supply pipe 47 of the air chamber 27 through an air strainer (not shown). At this time, when the engine is in operation, heat exchange is performed by contact with the spiral fins 49 when the working gas compressed and heated in the first cylinder 21 is sent into the second cylinder 22. The new working gas supplied from the outside to the gas supply pipe 47 is heated at the temperature of the working gas to warm the working gas (or intake fuel) supplied into the first cylinder 21.
この熱交換が行われた作動気体は圧力ρ2となり、図２に示すように、上記気体供給管４７から延びる吸入路３３を通って第１の気筒２１内に供給される。このとき、上記吸入路３３に流入した作動気体は、該吸入路３３の放物線状の外側壁に沿って第１の気筒２１の内側に向けて曲げられ、遠心力の作用で加圧されて点Ｙの位置から第１の気筒２１内へ吸入される。そして、圧縮側ローター２３にピストンピン４１で揺動可能に結合された揺動ピストン２５の回転方向Ｒの後面空間に至り吸入脈動効果により、図２に示すように、圧力ρ3の作動気体となって圧縮側ローター２３の回転と揺動ピストン２５の揺動につれて吸入行程を行う。 The working gas subjected to the heat exchange has a pressure ρ 2 and is supplied into the first cylinder 21 through the suction passage 33 extending from the gas supply pipe 47 as shown in FIG. At this time, the working gas that has flowed into the suction passage 33 is bent toward the inside of the first cylinder 21 along the parabolic outer wall of the suction passage 33 and is pressurized by the action of centrifugal force. The air is sucked into the first cylinder 21 from the Y position. Then, as shown in FIG. 2, due to the suction pulsation effect, the working gas having the pressure ρ 3 and The suction stroke is performed as the compression side rotor 23 rotates and the swing piston 25 swings.
これと同時に、既に吸入されて上記揺動ピストン２５の回転方向Ｒの前面空間にある１回転前の作動気体は、図２に示すように、圧縮側ローター２３の回転と揺動ピストン２５の揺動につれて内部面積が縮小されて行き、圧縮行程を行う。このとき、揺動ピストン２５の回転方向Ｒの前面空間にある作動気体の圧力は、総て前記ピストンピン４１に集中する。これにより、エンジンの回転効率が向上する。 At the same time, the working gas before one rotation in the front space in the rotational direction R of the oscillating piston 25 is already sucked and the rotation of the compression side rotor 23 and the oscillating piston 25 are oscillated as shown in FIG. The internal area is reduced with the movement, and the compression process is performed. At this time, the pressure of the working gas in the front space in the rotational direction R of the swing piston 25 is concentrated on the piston pin 41. Thereby, the rotational efficiency of the engine is improved.
そして、１回転した後の圧縮最終段階では、第１の気筒２１内で圧縮され昇温された未燃の作動気体（圧力ρ4）は、図２に示す圧縮側ローター２３の外周面に設けられた凹所６１に収容されて該圧縮側ローター２３と共に回転方向Ｒの前方へ送られ、大径円Ｃ1より偏心した部分の小径円Ｃ2の外周縁部に入口６３を有する第１の気体通路６２に会合連通したところで、上記凹所６１内に収容された作動気体が第１の気筒２１内からエアチャンバー２７へ送られ、圧力ρ5の作動気体となる。 Then, in the final compression stage after one rotation, the unburned working gas (pressure ρ 4 ) compressed in the first cylinder 21 and heated is provided on the outer peripheral surface of the compression side rotor 23 shown in FIG. It was housed in the recess 61 is fed forward in the rotational direction R together with the compression side rotor 23, the first having an inlet 63 to the outer peripheral edge portion of the small-diameter circle C 2 of the portion that is eccentric from the large-diameter C 1 When the through association with the gas passage 62, operating gas housed in the recess 61 is sent to the air chamber 27 from within the first cylinder 21, the working gas pressure [rho 5.
この時、図２に示す圧縮側ローター２３に形成された切欠き溝３７内に上記揺動ピストン２５の嵌合片部４０が進入して行くことによって、該揺動ピストン２５のサイド凹部４６と、図１に示すように右側に位置するセンターハウジング２９及び左側に位置するサイドハウジング３１ａのそれぞれ内側面に形成されたほぼ半円弧状の凹溝部５４とが、会合連通して形成される滑り弁を介して導入路５５に入り、この導入路５５（上記センターハウジング２９及びサイドハウジング３１ａの両方に形成）を経て図１に示すエアチャンバー２７へ送られる作動気体も存在する。すなわち、上記第１の気体通路６２による作動気体をメインの流れとし、上記滑り弁による作動気体を副の流れとしてエアチャンバー２７へ送られ、全体として圧力ρ5の作動気体となる。このことから、第１の気筒２１内からエアチャンバー２７へ送られる作動気体の流量も増加する。 At this time, the fitting piece 40 of the swing piston 25 enters the notch groove 37 formed in the compression side rotor 23 shown in FIG. As shown in FIG. 1, a slide valve formed by associating communication with a substantially semicircular arc-shaped groove portion 54 formed on the inner surface of each of the center housing 29 located on the right side and the side housing 31 a located on the left side. There is also a working gas sent to the air chamber 27 shown in FIG. 1 through the introduction passage 55 and through this introduction passage 55 (formed in both the center housing 29 and the side housing 31a). That is, the working gas by the first gas passage 62 is used as the main flow, and the working gas by the slip valve is sent to the air chamber 27 as a sub-flow, so that the working gas having the pressure ρ 5 is obtained as a whole. For this reason, the flow rate of the working gas sent from the first cylinder 21 to the air chamber 27 also increases.
なお、上記揺動ピストン２５のサイド凹部４６と、センターハウジング２９及びサイドハウジング３１ａのそれぞれ内側面に形成された凹溝部５４とが会合連通するときを除いて、上記エアチャンバー２７内の作動気体の一部が上記導入路５５を介して圧縮側ローター２３の切欠き溝３７内に流入し、揺動ピストン２５の先端を押し返す方向に圧力が加わってエアクッションの作用をする。このとき、圧縮側ローター２３が空気により潤滑され、機械抵抗が極小となる。これにより、ローターの超高速回転が実現する。 Except when the side concave portion 46 of the swing piston 25 and the concave groove portion 54 formed on the inner surface of each of the center housing 29 and the side housing 31a communicate with each other, the working gas in the air chamber 27 is A part flows into the notch groove 37 of the compression side rotor 23 through the introduction path 55, and pressure is applied in a direction to push back the tip of the swing piston 25 to act as an air cushion. At this time, the compression side rotor 23 is lubricated with air, and the mechanical resistance is minimized. As a result, ultra-high speed rotation of the rotor is realized.
上記エアチャンバー２７内において、上記圧縮され昇温された作動気体（圧力ρ5）は、前述の気体供給管４７の外周面に取り付けられたスパイラルフィン４９との接触により熱交換が行われ、外部から気体供給管４７に供給された作動気体（圧力ρ1）との温度差により冷却される。これにより、第２の気筒２２内に供給する作動気体（圧力ρ5）の気体密度を上げることができ、充填効率が向上する。なお、上記スパイラルフィン４９には、図３に示すように、その板面の複数箇所に作動気体を通過させるための孔が明けられている。 In the air chamber 27, the compressed and heated working gas (pressure ρ 5 ) undergoes heat exchange by contact with the spiral fins 49 attached to the outer peripheral surface of the gas supply pipe 47, and externally. Is cooled by the temperature difference from the working gas (pressure ρ 1 ) supplied to the gas supply pipe 47. As a result, the gas density of the working gas (pressure ρ 5 ) supplied into the second cylinder 22 can be increased, and the charging efficiency is improved. In addition, as shown in FIG. 3, the spiral fin 49 has holes for allowing working gas to pass through a plurality of locations on the plate surface.
この状態で、上記圧力ρ5の作動気体は、図１に示す第２の気筒２２の左側に位置するセンターハウジング２９及び右側に位置するサイドハウジング３１ｂに形成された導入路５６に入り、図３に示すように上記導入路５６から分岐した第２の気体通路６４へ流入し、出力側ローター２４の外周角部に形成された凹所６５（図９参照）に収容されて該出力側ローター２４と共に回転方向Ｒの前方へ送られ、上記第１の気筒２１内で圧縮された作動気体がエアチャンバー２７から第２の気筒２２内に噴出される（圧力ρ5）。 In this state, the working gas having the pressure ρ 5 enters the introduction passage 56 formed in the center housing 29 located on the left side and the side housing 31b located on the right side of the second cylinder 22 shown in FIG. As shown in FIG. 9, the gas flows into the second gas passage 64 branched from the introduction passage 56 and is accommodated in a recess 65 (see FIG. 9) formed in the outer peripheral corner of the output-side rotor 24. At the same time, the working gas sent forward in the rotational direction R and compressed in the first cylinder 21 is ejected from the air chamber 27 into the second cylinder 22 (pressure ρ 5 ).
この時、上記導入路５６を経て第２の気筒２２の両側面に至った作動気体の一部は、図３に示す出力側ローター２４に形成された切欠き溝３７内に進入した揺動ピストン２６の嵌合片部４０が移動することによって、該揺動ピストン２６のサイド凹部４６と、図１において左側に位置するセンターハウジング２９及び右側に位置するサイドハウジング３１ｂのそれぞれ内側面に形成されたほぼ半円弧状の凹溝部５７とが、会合連通して形成される滑り弁を介して上記圧力ρ5の作動気体が上記第２の気筒２２内に噴出される。すなわち、上記第２の気体通路６４による作動気体をメインの流れとし、上記滑り弁による作動気体を副の流れとして第２の気筒２２へ送られ、全体として圧力ρ5の作動気体となる。このことから、エアチャンバー２７内から第２の気筒２２へ送られる作動気体の流量も増加する。 At this time, a part of the working gas that has reached the both side surfaces of the second cylinder 22 through the introduction path 56 has entered the notch groove 37 formed in the output-side rotor 24 shown in FIG. 26 are formed on the inner side surfaces of the side recess 46 of the swing piston 26 and the center housing 29 located on the left side and the side housing 31b located on the right side in FIG. The working gas having the pressure ρ 5 is ejected into the second cylinder 22 through a slip valve formed so as to communicate with the substantially semicircular arc-shaped groove 57. That is, the working gas from the second gas passage 64 is used as the main flow, and the working gas from the slip valve is sent as a sub-flow to the second cylinder 22 to become the working gas having the pressure ρ 5 as a whole. For this reason, the flow rate of the working gas sent from the air chamber 27 to the second cylinder 22 also increases.
なお、上記揺動ピストン２６のサイド凹部４６と、センターハウジング２９及びサイドハウジング３１ｂのそれぞれ内側面に形成された凹溝部５７とが会合連通するときを除いて、上記エアチャンバー２７内の作動気体の一部が上記導入路５６を介して出力側ローター２４の切欠き溝３７内に流入し、揺動ピストン２６の先端を押し返す方向に圧力が加わってエアクッションの作用をする。このとき、出力側ローター２４が空気により潤滑され、機械抵抗が極小となる。これにより、ローターの超高速回転が実現する。 Except when the side concave portion 46 of the swing piston 26 and the concave groove portion 57 formed on the inner surface of each of the center housing 29 and the side housing 31b communicate with each other, the working gas in the air chamber 27 is A part flows into the notch groove 37 of the output-side rotor 24 through the introduction path 56, and pressure is applied in a direction to push back the tip of the swing piston 26 to act as an air cushion. At this time, the output-side rotor 24 is lubricated by air, and the mechanical resistance is minimized. As a result, ultra-high speed rotation of the rotor is realized.
上記のように、エアチャンバー２７から作動気体が第２の気筒２２内に送られると、図８に示す出力側ローター２４の外周面上に形成された燃焼室４５が、上記揺動ピストン２６のサイド凹部４６とハウジング２９，３１ｂの内側面に形成された凹溝部５７とが会合連通して形成された滑り弁の位置に移動してきており、該燃焼室４５と揺動ピストン２６の回転方向Ｒの後面空間と上記ハウジング２９，３１ｂの内側面とで囲まれた空間により実際の燃焼室が形成される。そして、この実際の燃焼室が図３において点Ｚで示す位置まで回転してきたところで、燃料噴射部２８で燃料を噴射して燃焼させ爆轟状態の作動気体（圧力ρ6）となる。これが燃焼行程となる。 As described above, when the working gas is sent from the air chamber 27 into the second cylinder 22, the combustion chamber 45 formed on the outer peripheral surface of the output-side rotor 24 shown in FIG. The side concave portion 46 and the concave groove portion 57 formed on the inner side surfaces of the housings 29 and 31b have moved to the position of a slip valve formed in association with each other, and the rotation direction R of the combustion chamber 45 and the swing piston 26 An actual combustion chamber is formed by a space surrounded by the rear space and the inner surfaces of the housings 29 and 31b. Then, when this actual combustion chamber has rotated to the position indicated by the point Z in FIG. 3, the fuel injection section 28 injects and burns the fuel into detonated working gas (pressure ρ 6 ). This is the combustion stroke.
この燃焼行程と同時に、１回転前のエネルギーの高い爆轟状態の残留背圧が図８に示す出力側ローター２４の外周面上に形成された複数のタービン・ブレード３５に作用する。これにより、上記タービン・ブレード３５は排気反動タービンを構成し、さらに、上記燃焼行程における爆轟状態の作動気体（圧力ρ6）のエネルギーを有効に回転力として引き出し、ほぼ全周にわたって効率よく駆動力を引き出すことができる。このとき、揺動ピストン２６の回転方向Ｒの後面空間にある爆轟状態の作動気体の圧力は、総て前記ピストンピン４１に集中する。すなわち、爆発のエネルギーが総て回転力に集中する。これにより、エンジンの回転効率が向上する。 Simultaneously with this combustion stroke, the residual back pressure in a detonated state with high energy before one rotation acts on the plurality of turbine blades 35 formed on the outer peripheral surface of the output side rotor 24 shown in FIG. As a result, the turbine blade 35 constitutes an exhaust reaction turbine, and the energy of the detonated working gas (pressure ρ 6 ) in the combustion stroke is effectively extracted as a rotational force, and is driven efficiently over almost the entire circumference. You can draw power. At this time, the pressure of the detonated working gas in the rear space of the rotation direction R of the oscillating piston 26 is concentrated on the piston pin 41. That is, all the energy of the explosion is concentrated on the rotational force. Thereby, the rotational efficiency of the engine is improved.
その後、上記出力側ローター２４及び揺動ピストン２６が回転方向Ｒに回転して行き、該揺動ピストン２６の背面空間で圧力ρ7の既燃ガスとなり、上記揺動ピストン２６が爆轟圧力ρ6の作動気体で押されて図３に示す排気路３４の基端部に至る間に出力側ローター２４の全周にわたり強力に作用して排気反動タービンを回し、既燃ガスがそのまま上記排気路３４から外部に排出され、ρ0の大気圧に戻る。この場合、上記爆轟状態の作動気体は高圧の超音速流であり、また従来の往復ピストンエンジンのような上死点がなく、かつ出力側ローター２４の回転数に関わりなく、全周にわたって強力に排気反動タービンを駆動する。これが排気行程となる。このようにして４サイクルの作動行程が完了する。 Thereafter, the output-side rotor 24 and the swinging piston 26 rotate in the rotation direction R and become burned gas having a pressure ρ 7 in the back space of the swinging piston 26, and the swinging piston 26 is detonated pressure ρ. 6 is pushed by the working gas 6 and reaches the base end portion of the exhaust passage 34 shown in FIG. 3, it acts strongly over the entire circumference of the output-side rotor 24 to rotate the exhaust reaction turbine, and the burned gas remains as it is. 34 is discharged to the outside and returns to the atmospheric pressure of ρ 0 . In this case, the detonated working gas is a high-pressure supersonic flow, has no top dead center as in a conventional reciprocating piston engine, and is powerful over the entire circumference regardless of the rotational speed of the output-side rotor 24. To drive the exhaust reaction turbine. This is the exhaust stroke. In this way, the four-stroke operation is completed.
このような作動行程によれば、吸気、排気の混入が確実に防止されて爆轟状態の既燃ガス（圧力ρ7）を十分に掃気し、燃焼効率が向上する。なお、外気圧の低い高高度では、上述の既燃ガスの圧力ρ7と外気の圧力ρ0（ρ7＞ρ0）との差が大きく、より良くエンジン出力の低下を抑えることができる。したがって、航空原動機としての用途が開ける。なお、本発明によるロータリータービンエンジンは、ロータリー式コンパインド・サイクル・タービンエンジンという型式のエンジンとなる。 According to such an operation stroke, mixing of intake air and exhaust gas is surely prevented, and the burned burned gas (pressure ρ 7 ) is sufficiently scavenged to improve the combustion efficiency. At high altitudes where the external air pressure is low, the difference between the burned gas pressure ρ 7 and the external air pressure ρ 0 (ρ 7 > ρ 0 ) is large, and a reduction in engine output can be better suppressed. Therefore, the use as an aircraft prime mover opens. The rotary turbine engine according to the present invention is a type of engine called a rotary type combined cycle turbine engine.
図１０は、図６に示す揺動ピストン２５の他の実施例を示す正面図である。この実施例は、上記揺動ピストン２５の倒Ｌ字状の角部４４に硬質材料から成る耐磨耗材６７が埋め込まれている。これは、揺動ピストン２５は、図２に示す第１の気筒２１内の大径円Ｃ1の内周面に沿って回転するが、該揺動ピストン２５の高速回転によって激しく磨耗するので、耐磨耗性を向上するためである。上記耐磨耗材６７としては、カーボンブラック等が望ましく、例えば揺動ピストン２５の厚さ方向に延びた板状とされ、上記角部４４に端部を露出して楔状に埋め込まれている。なお、嵌合片部４０の回転方向Ｒの前端部から上記耐磨耗材６７の埋め込み部に向けて空気冷却用のインピンジメント冷却穴（図７の符号６８参照）を設けてもよい。また、図３に示す第２の気筒２２内に配置されて回転する揺動ピストン２６についても、同様の箇所に同様に耐磨耗材６７を埋め込んでもよい。この揺動ピストン２６側でも、上述と同様にインピンジメント冷却穴を設けてもよい。 FIG. 10 is a front view showing another embodiment of the swing piston 25 shown in FIG. In this embodiment, a wear-resistant material 67 made of a hard material is embedded in the inverted L-shaped corner 44 of the swing piston 25. This is because the swing piston 25 rotates along the inner peripheral surface of the large-diameter circle C 1 in the first cylinder 21 shown in FIG. This is to improve wear resistance. The wear-resistant material 67 is desirably carbon black or the like, for example, a plate shape extending in the thickness direction of the swing piston 25, and is embedded in a wedge shape with the end portions exposed at the corner portions 44. An impingement cooling hole for air cooling (see reference numeral 68 in FIG. 7) may be provided from the front end portion in the rotation direction R of the fitting piece portion 40 toward the embedded portion of the wear resistant material 67. Further, the wear-resistant material 67 may be similarly embedded in the same portion of the oscillating piston 26 arranged and rotated in the second cylinder 22 shown in FIG. Also on the swing piston 26 side, an impingement cooling hole may be provided in the same manner as described above.
次に、本発明のロータリータービンエンジンの潤滑構造における各ローター２３，２４及び各気筒２１，２２の潤滑、冷却について、図１を参照して説明する。まず、潤滑に必要なオイルは、図１に示す回転軸３２の軸心部に形成された穴５０の内部に挿入されたオイルパイプ５１内に外部から圧送される。この圧送されたオイルは、上記オイルパイプ５１の側面にて前記第１及び第２の気筒２１，２２に対応する位置に形成された孔５２，５３から各ローター２３，２４の回転軸３２内に噴出される。その後、上記回転軸３２から直角外方に向けて穿設された油穴から、その回転軸３２の回転により上記各ローター２３，２４の内側に向けて遠心力で放出されてオイルが供給される。 Next, lubrication and cooling of the rotors 23 and 24 and the cylinders 21 and 22 in the lubrication structure of the rotary turbine engine of the present invention will be described with reference to FIG. First, oil necessary for lubrication is pumped from the outside into an oil pipe 51 inserted into a hole 50 formed in the axial center portion of the rotating shaft 32 shown in FIG. The pumped oil enters the rotary shafts 32 of the rotors 23 and 24 from holes 52 and 53 formed at positions corresponding to the first and second cylinders 21 and 22 on the side surface of the oil pipe 51. Erupted. After that, oil is supplied from an oil hole drilled outward from the rotary shaft 32 at a right angle toward the inside of the rotors 23 and 24 by rotation of the rotary shaft 32 and supplied with oil. .
上記各ローター２３，２４の内部に放出されたオイルは、図４及び図８において、ローター２３，２４内に形成された油道を満たしながら内側から外側に向けて対流して冷却し、比重差によって再び回転軸３２の周りに集合する。ここで、回転軸３２に対するローター２３，２４の結合は、該回転軸３２の軸に平行に切られたキー溝及びローター２３，２４のボス部に切られた溝を利用してスプライン結合されて、遊嵌状態とされている。この状態で、上記回転軸３２の周りに集合したオイルは、遊嵌状態にある回転軸３２及びローター２３，２４のキー溝を利用して軸方向に流れ、センターハウジング２９及び左右のサイドハウジング３１ａ，３１ｂの軸受け５８を潤滑すると共に、その一部で揺動ピストン２５，２６のピストンピン４１とローター２３，２４との間、及び上記センターハウジング２９及び左右のサイドハウジング３１ａ，３１ｂ内の潤滑をする。 The oil discharged into the rotors 23 and 24 is cooled by convection from the inside to the outside while filling the oil passages formed in the rotors 23 and 24 in FIGS. To gather around the rotation axis 32 again. Here, the rotors 23 and 24 are coupled to the rotating shaft 32 by spline coupling using a key groove cut parallel to the axis of the rotating shaft 32 and a groove cut in the bosses of the rotors 23 and 24. In a loose fit state. In this state, the oil gathered around the rotary shaft 32 flows in the axial direction using the rotary shaft 32 and the key grooves of the rotors 23 and 24 in the loose fit state, and the center housing 29 and the left and right side housings 31a. , 31b, and a part of the bearing 58 between the piston pin 41 of the oscillating pistons 25, 26 and the rotors 23, 24, and in the center housing 29 and the left and right side housings 31a, 31b. To do.
その後、上記センターハウジング２９及び左右のサイドハウジング３１ａ，３１ｂの軸受け５８から下方に向かう排油路５９を通って潤滑油集合路６０に至り、図１において上記潤滑油集合路６０から外部に排出される。これにより、圧縮側ローター２３及び出力側ローター２４並びに第１及び第２の気筒２１，２２がオイルで潤滑、冷却される。 Thereafter, the oil flows from the bearings 58 of the center housing 29 and the left and right side housings 31a and 31b to the lubricating oil collecting path 60 through the draining oil path 59, and is discharged from the lubricating oil collecting path 60 to the outside in FIG. The Thereby, the compression side rotor 23, the output side rotor 24, and the first and second cylinders 21 and 22 are lubricated and cooled with oil.
なお、上記圧縮側ローター２３及び出力側ローター２４と、センターハウジング２９及び左右のサイドハウジング３１ａ，３１ｂとの潤滑をするのに、図４及び図８に示す圧縮側ローター２３及び出力側ローター２４の側面に凹所面Ｅを形成し、この凹所面Ｅに図１に示すエアチャンバー２７から高圧未燃ガス（ρ4）の一部を導入して、上記凹所面Ｅ内の高圧未燃ガス（ρ4）によるエアベアリングの効果によって気体潤滑をしてもよい。 In order to lubricate the compression side rotor 23 and the output side rotor 24 with the center housing 29 and the left and right side housings 31a and 31b, the compression side rotor 23 and the output side rotor 24 shown in FIGS. A concave surface E is formed on the side surface, and a part of the high-pressure unburned gas (ρ 4 ) is introduced into the concave surface E from the air chamber 27 shown in FIG. Gas lubrication may be performed by the effect of the air bearing by gas (ρ 4 ).
さらに、図６に示す揺動ピストン２５（揺動ピストン２６）の側面に凹所面Ｆを形成し、この凹所面Ｆに図１に示すエアチャンバー２７から高圧未燃ガス（ρ4）の一部を導入して、上記凹所面Ｆ内の高圧未燃ガス（ρ4）によって上記圧縮側ローター２３及び出力側ローター２４と、揺動ピストン２５，２６とを気体冷却してもよい。 Further, a recess surface F is formed on the side surface of the swing piston 25 (swing piston 26) shown in FIG. 6, and the high pressure unburned gas (ρ 4 ) is supplied to the recess surface F from the air chamber 27 shown in FIG. A part may be introduced, and the compression side rotor 23 and the output side rotor 24 and the swing pistons 25 and 26 may be gas-cooled by the high pressure unburned gas (ρ 4 ) in the recess surface F.
また、本発明のロータリータービンエンジンの燃料は、燃料噴射による水素を主燃料とし、その他、燃料噴射により燃焼する燃料であってもよい。 Further, the fuel of the rotary turbine engine of the present invention may be hydrogen that is fueled by fuel injection, and may be fuel that burns by fuel injection.
Ｃ1…大径円
Ｃ2…小径円
２１…第１の気筒
２２…第２の気筒
２３…圧縮側ローター
２４…出力側ローター
２５，２６…揺動ピストン
２７…エアチャンバー
２８…燃料噴射部
２９…センターハウジング
３０ａ，３０ｂ…アウターハウジング
３１ａ，３１ｂ…サイドハウジング
３２…回転軸
３５…タービン・ブレード
３７…ローターの切欠き溝３７
４０…揺動ピストンの嵌合片部
４１…ピストンピン（支点）
４７…気体供給管
４８…覆管
４９…スパイラルフィン
５０…回転軸の軸心部に形成された穴
５１…オイルパイプ
５２，５３…オイルパイプの側面に形成された孔
６１…圧縮側ローターの外周面の凹所
６２…第１の気体通路
６３…第１の気体通路の入口
６４…第２の気体通路
６５…出力側ローターの外周角部の凹所
６７…耐磨耗材
C 1 ... Large diameter circle C 2 ... Small diameter circle 21 ... First cylinder 22 ... Second cylinder 23 ... Compression side rotor 24 ... Output side rotor 25, 26 ... Swing piston 27 ... Air chamber 28 ... Fuel injection part 29 ... Center housing 30a, 30b ... Outer housing 31a, 31b ... Side housing 32 ... Rotating shaft 35 ... Turbine blade 37 ... Notch groove 37 in rotor
40: Fitting piece of swing piston 41 ... Piston pin (fulcrum)
47 ... Gas supply pipe 48 ... Cover pipe 49 ... Spiral fin 50 ... Hole formed in the axial center part of the rotating shaft 51 ... Oil pipe 52, 53 ... Hole formed in the side surface of the oil pipe 61 ... Outer circumference of the compression side rotor Recess 62 of surface 62 ... 1st gas passage 63 ... Entrance of 1st gas passage 64 ... 2nd gas passage 65 ... Recess of the outer periphery corner | angular part of an output side rotor 67 ... Wear-resistant material
Claims (3)
上記第１の気筒内にて大径円の中心より偏心した小径円の中心に回転軸を有し該小径円の断面形内に嵌合して回転し、上記第１の気筒内に作動気体を吸入・圧縮する略円盤状に形成された圧縮側ローターと、
上記第２の気筒内にて大径円の中心より偏心した小径円の中心に回転軸を有し該小径円の断面形内に嵌合して回転し、上記第２の気筒内の作動気体を燃焼・排気させ、かつ外周面には所定間隔で複数のタービン・ブレードを備えた略円盤状に形成された出力側ローターと、
上記圧縮側ローター及び出力側ローターの側面の１点にそれぞれ支点を有し、各ローターの外周面を跨いで上記支点を中心に揺動可能とされ、上記第１及び第２の気筒内の大径円の内周面に沿ってそれぞれ回転する揺動ピストンと、
上記第１及び第２の気筒の外部一側方に設けられ第１の気筒内に外部から作動気体を供給し、この第１の気筒内で圧縮された作動気体を第２の気筒内へ供給するエアチャンバーと、
上記圧縮側ローター及び出力側ローターを軸支する回転軸を利用して各ローター内にオイルを供給し、上記各ローター及び各気筒を潤滑、冷却する潤滑構造と、
上記第２の気筒内の大径円の内周面の所定箇所に設けられた燃料噴射部又は点火プラグと、を備え、
上記圧縮側ローターの外周面に、第１の気筒内で圧縮された作動気体を収容してその回転方向前方へ送る凹所を設けると共に、上記第１の気筒の大径円より偏心した部分の小径円の外周縁部に入口を有して上記凹所内に収容された作動気体を上記第１の気筒内からエアチャンバーへ送る第１の気体通路を設け、
上記エアチャンバーから第２の気筒の、大径円より偏心した部分の小径円の外周縁部に向かう第２の気体通路を設けると共に、上記出力側ローターの外周角部に、上記第１の気筒内で圧縮され第２の気体通路で送られた作動気体を収容してその回転方向前方へ送り第２の気筒内へ供給する凹所を設けた、
ことを特徴とするロータリータービンエンジン。 The inner circumference is hermetically surrounded by a housing, and the longitudinal section of the inner peripheral surface has an internal space formed by overlapping the large diameter circle by shifting the small diameter circle in the radial direction, and the central axis of the large diameter circle A first cylinder and a second cylinder arranged above at a predetermined interval;
A rotating shaft is provided at the center of the small-diameter circle that is eccentric from the center of the large-diameter circle in the first cylinder, rotates in a cross-sectional shape of the small-diameter circle, and the working gas enters the first cylinder. A compression-side rotor formed in a substantially disc shape for sucking and compressing
A working gas in the second cylinder having a rotation shaft at the center of a small diameter circle eccentric from the center of the large diameter circle in the second cylinder and rotating in a cross-sectional shape of the small diameter circle. And an output-side rotor formed in a substantially disc shape having a plurality of turbine blades at predetermined intervals on the outer peripheral surface;
Each of the compression-side rotor and the output-side rotor has a fulcrum at one point, and can swing around the fulcrum across the outer peripheral surface of each rotor. Oscillating pistons that respectively rotate along the inner circumferential surface of the radial circle;
A working gas is supplied from the outside into the first cylinder, which is provided on the outer side of the first and second cylinders, and the working gas compressed in the first cylinder is supplied into the second cylinder. An air chamber to
Lubricating structure that supplies oil into each rotor using a rotating shaft that supports the compression side rotor and the output side rotor, and lubricates and cools each of the rotor and each cylinder;
A fuel injection portion or a spark plug provided at a predetermined location on the inner peripheral surface of the large-diameter circle in the second cylinder,
The outer circumferential surface of the compression rotor is provided with a recess for accommodating the working gas compressed in the first cylinder and sending it forward in the rotational direction, and a portion eccentric from the large-diameter circle of the first cylinder. A first gas passage having an inlet at the outer peripheral edge of the small-diameter circle and sending the working gas accommodated in the recess from the first cylinder to the air chamber;
A second gas passage is provided from the air chamber toward the outer peripheral edge of the small-diameter circle of the second cylinder, which is eccentric from the large-diameter circle, and the first cylinder is provided at the outer peripheral corner of the output-side rotor. A recess is provided that accommodates the working gas that is compressed in the second gas passage and is fed forward in the rotational direction to be fed into the second cylinder.
A rotary turbine engine characterized by that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014122411A JP5894224B2 (en) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | Rotary turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014122411A JP5894224B2 (en) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | Rotary turbine engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016003569A JP2016003569A (en) | 2016-01-12 |
| JP5894224B2 true JP5894224B2 (en) | 2016-03-23 |
Family
ID=55223047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014122411A Expired - Fee Related JP5894224B2 (en) | 2014-06-13 | 2014-06-13 | Rotary turbine engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5894224B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1483487A4 (en) * | 2002-01-09 | 2007-05-30 | Karnes Dyno Rev Engine Inc | Internal combustion engine |
| JP2008516148A (en) * | 2004-10-07 | 2008-05-15 | ジャイロトン・インコーポレーテッド | Multilobe rotationally asymmetric compression / expansion engine |
| JP4473853B2 (en) * | 2006-11-21 | 2010-06-02 | 脩統 関根 | Rotary engine |
-
2014
- 2014-06-13 JP JP2014122411A patent/JP5894224B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016003569A (en) | 2016-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100871992B1 (en) | Internal Combustion Rotary Engine and Method of Operation for the Same | |
| US6899075B2 (en) | Quasiturbine (Qurbine) rotor with central annular support and ventilation | |
| US9890639B2 (en) | Rotary machine | |
| JP3809837B2 (en) | Rotary organization | |
| WO2016095757A1 (en) | Rotary piston type working machine | |
| EP2999852B1 (en) | Rotary machine | |
| US7681397B2 (en) | Heat engine | |
| US4005682A (en) | Rotary internal combustion engine | |
| CZ296876B6 (en) | Rotary turbine of internal combustion engine | |
| JP5894224B2 (en) | Rotary turbine engine | |
| JP4473853B2 (en) | Rotary engine | |
| US20180073364A1 (en) | Prime Mover Assemblies and Methods | |
| CN102410221A (en) | Double-cylinder rotary compressor | |
| RU2414610C1 (en) | Rotary-piston internal combustion engine | |
| KR200270630Y1 (en) | rotary engine | |
| US11492956B2 (en) | Two-stroke internal combustion engine | |
| US8567358B2 (en) | Environmental friendly two stroke engine | |
| CN207879612U (en) | A kind of slide-blade air compressor novel casing | |
| JP6618937B2 (en) | Supercharged passage opening / closing structure for vane type internal combustion engine | |
| RU2219357C2 (en) | Gas rotor engine | |
| JP2022187864A (en) | Rotary blade type engine | |
| RU165397U1 (en) | ROTOR-PISTON ENGINE | |
| WO2012056470A2 (en) | Rotary three dimentional variable volume machine | |
| JPS6179821A (en) | Internal combustion engine with rotary reciprocating piston | |
| US20160108804A1 (en) | Oscillating Rotary Engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151009 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5894224 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |