JP6316191B2 - 軌道式の非往復動内燃機関 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
可燃性流体作動式軌道機関(orbital engine)であって、
1つ以上のシリンダであって、各シリンダが、長手方向軸を有し、軌道運動のために回転するシリンダホイール上で担持され、前記可燃性流体を受け入れるように適合され、前記シリンダホイールが、第1の回転軸に沿った車軸を中心にして回転可能であり、前記1つ以上のシリンダの少なくとも一部が、その軌道運動時に前記第1の軸と交差する、シリンダと、
対抗する軌道運動のために逆回転するピストンホイール上で担持される1つ以上の対応するピストンであって、前記ピストンホイールが、前記第1の軸に平行な第2の回転軸に沿った車軸を中心にして回転可能であり、前記1つ以上のピストンの少なくとも一部が、その軌道運動時に前記第2の軸と交差し、前記ピストンの各々が、協働シリンダを有し、その運動全体を通じて、同じ長手方向軸上のその協働シリンダに対抗および順次進入し、かつ、そこから完全に離脱するその協働シリンダと同じ長手方向軸を有する、可燃性流体作動式軌道機関。
(項目2)
前記1つ以上のシリンダおよび前記1つ以上のピストンのうち少なくとも1つがセラミック材を含んでいる、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目3)
前記1つ以上のピストンが各々、ピストン車軸に結合されているピストンヘッドを備え、前記ピストン車軸が前記ピストンホイールに結合され、前記1つ以上のシリンダが各々、シリンダ車軸に結合されるシリンダヘッドを備え、前記シリンダ車軸が前記シリンダホイールに結合される、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目4)
前記シリンダホイールおよび前記ピストンホイールが、上に位置決めされた複数の永久磁石を有する各自のハブ上で回転し、前記機関が、前記ハブの回転に応じて動力を提供するように作動するハブの周りに配置された複数の固定子組立体をさらに備える、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目5)
前記シリンダホイールおよび前記ピストンホイールによって支持された各自の歯車構造体であって、それらの各自の経路が交差するときに、周期的な嵌合に対して対抗するそれらの関係を維持するために、それらの円運動方向とは逆に前記シリンダおよび前記ピストンを回転させるように作動する、各自の歯車構造体をさらに備える、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目6)
前記シリンダホイールおよび前記ピストンホイールによって支持された各自のスプロケット組立体およびベルト組立体であって、それらの各自の経路が交差するときに、周期的な嵌合に対してそれらの対抗する関係を維持するために、それらの円運動方向とは逆に前記シリンダおよび前記ピストンを回転させるように作動する、各自のスプロケット組立体およびベルト組立体をさらに備える、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目7)
圧縮、爆発、及び排気のためにシリンダに進入するピストンとの時限関係でシリンダに対しての可燃性流体の供給をさらに含む、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目8)
前記1つ以上のシリンダが各々、シリンダ車軸に結合されたシリンダヘッドを備え、前記シリンダ車軸が、前記シリンダに作動的に結合された燃料噴射ノズルに燃料を供給するための燃料チューブを含む、項目7に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目9)
前記燃料チューブに結合された燃料噴射ソレノイドをさらに備え、前記ソレノイドが、電子燃料制御交換子から動力を受け取るように構成される、項目8に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目10)
各々のピストンと作動的に関連している可燃性流体爆発装置をさらに備える、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目11)
前記可燃性流体爆発装置が点火プラグを備える、項目10に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目12)
前記1つ以上のピストンが各々、ピストン車軸に結合されたピストンヘッドを備え、前記ピストン車軸が、前記ピストンホイールに結合され、かつ前記可燃性流体爆発装置との電気的な接続を含み、前記可燃性流体爆発装置が点火交換子を介して点火時期信号を受け取る、項目10に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目13)
前記機関の作動時に前記ピストンおよび前記シリンダの前記圧縮、空気質、および冷却を制御するように構成された送風組立体および排気システムをさらに備える、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目14)
前記1つ以上のシリンダの各々が前記シリンダの入口に設置される圧縮シールシステムを備え、前記圧縮シールシステムが複数のスプリット圧縮シールリングを保持するためのカートリッジを備える、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目15)
前記カートリッジに連通可能に結合され、かつ前記複数のスプリット圧縮シールリングに潤滑油の注油を提供するように構成された潤滑油の注油チューブをさらに備える、項目14に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目16)
前記カートリッジが、前記シリンダおよびその対応するピストンの起こりうる位置ずれを許すために、前記シリンダの長手方向軸に対して横断する方向で前記シリンダに対して移動可能となる、項目15に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目17)
前記1つ以上のシリンダが複数のシリンダを備え、前記1つ以上のピストンが複数のピストンを備え、各ピストン−シリンダ対の長手方向軸が、各々の他の協働するシリンダおよび協働ピストン対の各自の長手方向軸に対して、常時平行である、項目1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
(項目18)
各自の平行な回転軸を有する1組の協働するシリンダ部材およびピストン部材であって、前記シリンダ部材および前記ピストン部材の少なくとも1つがセラミック材を含む、シリンダ部材およびピストン部材と、
環状かつ軌道状に、および交差する逆の経路に沿った共通の長手方向軸上で常時対抗の関係で、前記部材を担持する、前記部材の回転軸に平行な各自の回転軸を有する各自のシリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイールと、
各自の歯車構造体であって、前記シリンダキャリアホイールおよび前記ピストンキャリアホイールによって支持され、それらの各自の経路が交差するときにそれらの周期的な嵌合に対するそれらの対抗の関係を維持するためにそれらの円運動方向とは逆に前記部材を回転させるように作動する、各自の歯車構造体と、
機関の作動の関係で周期的な嵌合と同時に起こる燃焼のための前記シリンダ部材に対する可燃性流体供給と、を備え、前記数組の共通の長手方向軸が互いに常時平行である、可燃性流体作動式軌道機関。
(項目19)
交差する対向経路に沿った環状運動および軌道状運動のための共通な長手方向軸上で常時対抗の関係で配置された複数の組の協働するシリンダ部材およびピストン部材であって、シリンダの各々が、前記シリンダの前記入口に設置される圧縮シールシステムを含み、前記圧縮シールシステムが、複数のスプリット圧縮シールリングを保持するためのカートリッジを含む、シリンダ部材およびピストン部材と、
歯車構造体であって、それらの各自の経路が交差する場合にそれらの周期的な嵌合に対してそれらの対抗の関係を維持するためにそれらの前記軌道運動とは逆に前記部材を回転させるように作動する、歯車構造体と、
機関の作動の関係でそれらの周期的な嵌合と同時に起こる燃焼のための前記シリンダ部材に対する可燃性流体供給と、を備え、前記数組の共通の長手方向軸が互いに常時平行である、可燃性流体作動式軌道機関。
(項目20)
共通の長手方向軸上に常時対抗の関係に複数の組の協働するシリンダ部材およびピストン部材を配置することであって、前記シリンダ部材及び前記ピストン部材が各々セラミック材を含む、配置することと、
前記共通の長手方向軸上でそれらの配置を十分に維持するための軌道関係で、それらの円運動とは逆に前記部材を同時に回転させる間に、交差する逆の経路に沿って前記部材の組を環状に動作させることと、
それらの各自の経路が交差する場合に前記部材を周期的に嵌合させることと、
機関の作動の関係で部材同士の嵌合に対する爆発反応のために前記シリンダ部材内に可燃性流体を供給することと、を含む、可燃性流体作動式軌道機関を作動する方法。
(項目21)
共通の長手方向軸上に常時対抗の関係の各自の平行な回転軸を有する複数の組の協働するシリンダ部材およびピストン部材を配置することと、
前記共通の長手方向軸上のそれらの配置を十分に維持するために、軌道関係にあるそれらの環状の動作と逆に前記部材を同時に回転させる一方で、前記部材の回転軸に対して平行な回転軸を有する各自のシリンダキャリアホイールとピストンキャリアホイール上で交差する逆の経路に沿って前記部材を担持することであって、前記部材が、回転時に前記シリンダキャリアホイールおよび前記ピストンキャリアホイールの各自の回転軸を交差させる、担持することと、
前記部材の各自の経路が交差する場合に前記部材を周期的に嵌合させることと、
ならびに、機関の作動の関係で部材同士の嵌合に対する爆発反応のために前記シリンダ部材内に可燃性流体を供給することと、を含む、可燃性流体作動式軌道機関を作動する方法。
(項目22)
各自の部材であって、その各自のキャリアホイールによって担持される各自の遊星歯車を持つ各自の部材の回転を駆動させることと、
前記部材の共通の長手方向軸の方位を維持するために各自のキャリアホイールとともに回転する中央歯車を持つ前記遊星歯車を駆動させることと、
ならびに、相等しくかつ対抗の関係の回転のために、前記キャリアホイールを互いに周期的に係合させることと、をさらに含む、項目21に記載の方法。
Claims (21)
- 可燃性流体作動式軌道機関(orbital engine)であって、
1つ以上のシリンダであって、各シリンダが、長手方向軸を有し、軌道運動のために回転するシリンダホイール上で担持され、可燃性流体を受け入れるように適合され、前記シリンダホイールが、第1の回転軸に沿った車軸を中心にして回転可能であり、前記1つ以上のシリンダの少なくとも一部が、その軌道運動中に前記第1の軸と交差する、シリンダと、
前記1つ以上のシリンダの外側に位置決めされた外側のドライブプレートであって、前記外側のドライブプレートは、主シリンダの外側の車軸を備え、前記主シリンダの外側の車軸は、中に可燃性流体を受け取る、外側のドライブプレートと、
前記外側のドライブプレートに結合された1つ以上の燃料噴射ソレノイドであって、作動時、前記1つ以上の燃料噴射ソレノイドの各々は、前記主シリンダの外側の車軸を介して可燃性流体を受け取り、前記可燃性流体を前記1つ以上のシリンダのうちの対応するシリンダ内に噴射する、燃料噴射ソレノイドと、
対抗する軌道運動のために逆回転するピストンホイール上で担持される1つ以上の対応するピストンであって、前記ピストンホイールが、前記第1の軸に平行な第2の回転軸に沿った車軸を中心にして回転可能であり、前記1つ以上のピストンの少なくとも一部が、その軌道運動中に前記第2の軸と交差し、前記ピストンの各々が、協働シリンダを有し、前記ピストンの各々が、その運動全体を通じて、その協働シリンダと同じ長手方向軸を有することにより、同じ長手方向軸上のその協働シリンダに対向し、前記協働シリンダに順次進入し、かつ、前記協働シリンダから完全に離脱する、可燃性流体作動式軌道機関。 - 前記1つ以上のシリンダおよび前記1つ以上のピストンのうち少なくとも1つがセラミック材を含んでいる、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記1つ以上のピストンが各々、ピストン車軸に結合されているピストンヘッドを備え、前記ピストン車軸が前記ピストンホイールに結合され、前記1つ以上のシリンダが各々、シリンダ車軸に結合されるシリンダヘッドを備え、前記シリンダ車軸が前記シリンダホイールに結合される、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記シリンダホイールおよび前記ピストンホイールが、上に位置決めされた複数の永久磁石を有する各自のハブ上で回転し、前記機関が、前記ハブの回転に応じて動力を提供するように作動する、前記ハブの周りに配置された複数の固定子組立体をさらに備える、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記シリンダホイールおよび前記ピストンホイールによって支持された各自の歯車構造体をさらに備え、前記歯車構造体は、前記シリンダおよび前記ピストンの円運動方向とは逆に前記シリンダおよび前記ピストンを回転させるように作動することにより、前記シリンダおよび前記ピストンの各自の経路が交差するときの周期的な嵌合のために前記シリンダおよび前記ピストンの対向関係を維持する、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記シリンダホイールおよび前記ピストンホイールによって支持された各自のスプロケット組立体およびベルト組立体をさらに備え、前記スプロケット組立体およびベルト組立体は、前記シリンダおよび前記ピストンの円運動方向とは逆に前記シリンダおよび前記ピストンを回転させるように作動することにより、前記シリンダおよび前記ピストンの各自の経路が交差するときの周期的な嵌合のために前記シリンダおよび前記ピストンの対向関係を維持する、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記シリンダに対しての可燃性流体の供給部をさらに含み、可燃性流体は、圧縮、爆発、および排気のために対応するピストンが前記シリンダに進入するときに、前記シリンダに供給される、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記1つ以上のシリンダが各々、シリンダ車軸に結合されたシリンダヘッドを備え、前記シリンダ車軸が、前記シリンダに結合された燃料噴射ノズルに燃料を供給するための燃料チューブを含む、請求項7に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記燃料噴射ソレノイドが、電子燃料制御交換子から動力を受け取るように構成される、請求項8に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 各々のピストンと作動的に関連している可燃性流体爆発装置をさらに備える、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記可燃性流体爆発装置が点火プラグを備える、請求項10に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記1つ以上のピストンが各々、ピストン車軸に結合されたピストンヘッドを備え、前記ピストン車軸が、前記ピストンホイールに結合され、かつ前記可燃性流体爆発装置との電気的な接続を含み、前記可燃性流体爆発装置が点火交換子を介して点火時期信号を受け取る、請求項10に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記機関の作動中に前記ピストンおよび前記シリンダの圧縮および冷却を制御するように構成された、送風組立体と、対応するシリンダおよびピストンをカバーするためにそれぞれが作用する1つ以上のケースと、排気システムとをさらに備える、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記1つ以上のシリンダの各々が前記シリンダの入口に設置される圧縮シールシステムを備え、前記圧縮シールシステムが複数のスプリット圧縮シールリングを保持するためのカートリッジを備える、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記カートリッジに連通可能に結合され、かつ前記複数のスプリット圧縮シールリングに潤滑油の注油を提供するように構成された潤滑油の注油チューブをさらに備える、請求項14に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記カートリッジが、前記シリンダおよびその対応するピストンの起こりうる位置ずれを許すために、前記シリンダの長手方向軸に対して横断する方向に前記シリンダに対して移動可能である、請求項15に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 前記1つ以上のシリンダが複数のシリンダを備え、前記1つ以上のピストンが複数のピストンを備え、各ピストン−シリンダ対の長手方向軸が、各々の他の協働するシリンダおよびピストン対の各自の長手方向軸に対して、常時平行である、請求項1に記載の可燃性流体作動式軌道機関。
- 各自の平行な回転軸を有する1組の協働するシリンダ部材およびピストン部材であって、前記シリンダ部材および前記ピストン部材の少なくとも1つがセラミック材を含む、シリンダ部材およびピストン部材と、
前記部材の回転軸に平行な各自の回転軸を有する各自のシリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイールであって、前記シリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイールは、前記部材が、常時、交差する逆の経路に沿って、共通の長手方向軸上で対向関係にあるように、環状かつ軌道状に前記部材を担持し、前記部材は、回転中に前記シリンダキャリアホイールおよび前記ピストンキャリアホイールの各自の回転軸と交差する、シリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイールと、
前記1組のシリンダ部材の外側に位置決めされた外側のドライブプレートであって、前記外側のドライブプレートは、主シリンダの外側の車軸を備え、前記主シリンダの外側の車軸は、中に可燃性流体を受け取る、外側のドライブプレートと、
前記外側のドライブプレートに結合された1組の燃料噴射ソレノイドであって、作動時、前記1組の燃料噴射ソレノイドの各燃料噴射ソレノイドは、前記主シリンダの外側の車軸を介して可燃性流体を受け取り、前記可燃性流体を前記シリンダ部材のうちの対応するシリンダ部材内に噴射する、燃料噴射ソレノイドと、
各自の歯車構造体であって、前記歯車構造体は、前記シリンダキャリアホイールおよび前記ピストンキャリアホイールによって支持され、前記歯車構造体は、前記部材の円運動方向とは逆に前記部材を回転させるように作動することにより、前記部材の各自の経路が交差するときの前記部材の周期的な嵌合のために前記部材の対向関係を維持する、各自の歯車構造体と、
前記主シリンダの外側の車軸の入力ポートに結合された可燃性流体供給部であって、前記周期的な嵌合と同時に起こる燃焼のために前記シリンダ部材に可燃性流体を供給する可燃性流体供給部と
を備え、数組の前記共通の長手方向軸が互いに常時平行である、可燃性流体作動式軌道機関。 - 複数の組の協働するシリンダ部材およびピストン部材であって、前記シリンダ部材およびピストン部材は、常時、交差する逆の経路に沿った環状運動および軌道状運動のために、共通の長手方向軸上で対向関係に配置され、シリンダの各々が、前記シリンダの入口に設置される圧縮シールシステムを含み、前記圧縮シールシステムが、複数のスプリット圧縮シールリングを保持するためのカートリッジを含む、シリンダ部材およびピストン部材と、
前記部材の回転軸に平行な各自の回転軸を有する各自のシリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイールであって、前記シリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイールは、前記部材が、常時、交差する逆の経路に沿って、共通の長手方向軸上で対向関係にあるように、環状かつ軌道状に前記部材を担持し、前記部材は、回転中に前記シリンダキャリアホイールおよび前記ピストンキャリアホイールの各自の回転軸と交差する、シリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイールと、
前記組のシリンダ部材の外側に位置決めされた外側のドライブプレートであって、前記外側のドライブプレートは、主シリンダの外側の車軸を備え、前記主シリンダの外側の車軸は、中に可燃性流体を受け取る、外側のドライブプレートと、
前記外側のドライブプレートに結合された1組の燃料噴射ソレノイドであって、作動時、前記1組の燃料噴射ソレノイドの各燃料噴射ソレノイドは、前記主シリンダの外側の車軸を介して可燃性流体を受け取り、前記可燃性流体を前記シリンダ部材のうちの対応するシリンダ部材内に噴射する、燃料噴射ソレノイドと、
歯車構造体であって、前記歯車構造体は、前記部材の前記軌道運動とは逆に前記部材を回転させるように作動することにより、前記部材の各自の経路が交差するときの前記部材の周期的な嵌合のために前記部材の対向関係を維持する、歯車構造体と、
前記主シリンダの外側の車軸の入力ポートに結合された可燃性流体供給部であって、前記部材の周期的な嵌合と同時に起こる燃焼のために前記シリンダ部材に可燃性流体を供給する可燃性流体供給部と
を備え、数組の前記共通の長手方向軸が互いに常時平行である、可燃性流体作動式軌道機関。 - 各自の平行な回転軸を有する複数の組の協働するシリンダ部材およびピストン部材を共通の長手方向軸上で常時対向関係に配置することと、
前記共通の長手方向軸上の前記部材の配置を維持するために、軌道関係にある前記部材の円運動とは逆に前記部材を同時に回転させる一方で、前記部材の回転軸に対して平行な回転軸を有する各自のシリンダキャリアホイールおよびピストンキャリアホイール上で交差する逆の経路に沿って環状に前記部材を担持することであって、前記部材が、回転中に前記シリンダキャリアホイールおよび前記ピストンキャリアホイールの各自の回転軸と交差する、ことと、
前記組のシリンダ部材の外側に位置決めされた外側のドライブプレートの主シリンダの外側の車軸に可燃性流体を供給することと、
前記外側のドライブプレートに結合された1組の燃料噴射ソレノイドを介して前記可燃性流体を前記シリンダ部材の各々内に噴射することと、
前記部材の各自の経路が交差する場合に前記部材を周期的に嵌合させることと
を含む、可燃性流体作動式軌道機関を作動させる方法。 - 前記部材の各自のキャリアホイールによって担持される各自の遊星歯車を用いて各部材の回転を駆動させることと、
前記部材の共通の長手方向軸の方位を維持するために各自のキャリアホイールとともに回転する中央歯車を用いて前記遊星歯車を駆動させることと、
等しくかつ反対方向の相対回転のために、前記キャリアホイールの周縁部を互いに係合させることと
をさらに含む、請求項20に記載の方法。
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