JP6583893B2 - ロータリーバルブアセンブリを有する循環ピストンエンジン - Google Patents
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Description
ロータリーエンジンは、一時的な燃焼室を形成するバルブを移動させることを利用するように構成されているが、これらの構成は、ピストンが燃焼ガスの一部を追い越すときに生じるピストンの逸走の問題について対処していない。例えば、運転中に、ピストンは、バルブが閉塞し始めることが可能になる前に、ボア内でバルブを通り過ぎて回転しなければならない。バルブが完全に閉じるまでにかかる時間の間、ピストンは、ボア内を前進し続け、これによって、燃焼室を増大し、比較的速い燃料入力と高い燃焼率が必要になる。ピストンの逸走を回避するためには、ピーク燃焼が、ピストンにできるだけ近いときに生じなければならない。
Claims (18)
- 環状ボアを形成するハウジングと、
前記環状ボア内に配置され、駆動機構に結合されるように構成されたピストンアセンブリと、
フェースプレートと円筒状の壁構造を備えたカップ状構造をなすロータリーバルブであって、前記円筒状の壁構造は、前記フェースプレートの外周に直立させて配設されると共に、前記円筒状の壁構造の回転軸に対して直交する開口を形成しており、前記ロータリーバルブの一部は、前記環状ボア内に配置されて、前記円筒状の壁構造の前記回転軸が、前記ピストンアセンブリの回転軸に対して直交するところのロータリーバルブと、
前記ロータリーバルブに結合され、そして、前記円筒状の壁構造の前記開口を前記環状ボアと合致させて、前記ピストンアセンブリのピストンが、前記環状ボア内で、前記ロータリーバルブに近付く第1の回転ロケーションから、前記ロータリーバルブから離れる第2の回転ロケーションまで移動することを許容するための第1のポジションと、前記第2の回転ロケーションにおいて、前記ピストンアセンブリの前記ピストンに関して、燃焼室を形成するための第2のポジションとの間で、前記ロータリーバルブを回転させるように構成された回転駆動機構とを備える
エンジン。 - 前記ピストンアセンブリは、第1ピストン、第2ピストン、第3ピストン及び第4ピストンを有するフライホイールを備えており、前記第1ピストンは、前記フライホイール上の、前記第2ピストン及び第4ピストンから90°である位置に配置され、前記第2ピストンは、前記フライホイール上の、前記第1ピストン及び第3ピストンから90°である位置に配置され、前記第3ピストンは、前記フライホイール上の、前記第2ピストン及び第4ピストンから90°である位置に配置され、そして、
前記第4ピストンは、前記フライホイール上の、前記第3ピストン及び第1ピストンから90°である位置に配置されており、
前記ロータリーバルブは、前記ハウジング内で、第1のロケーションに配置された第1ロータリーバルブと、前記ハウジング内で、第2のロケーションに配置された第2ロータリーバルブと、前記ハウジング内で、第3のロケーションに配置された第3ロータリーバルブと、前記ハウジング内で、第4のロケーションに配置された第4ロータリーバルブとを備えており、
前記第1ロータリーバルブ、前記第2ロータリーバルブ、前記第3ロータリーバルブ及び前記第4ロータリーバルブの各々は、先行するロータリーバルブに対して90°である位置に、前記環状ボアに沿って配置されている、
請求項1に記載したエンジン。 - 前記回転駆動機構は、
前記駆動機構に結合された駆動ギアと、
前記駆動ギア及び前記ロータリーバルブと動作可能に連結されて配置されたロータリーバルブギアとを備える、
請求項1に記載したエンジン。 - 前記回転駆動機構は、前記ロータリーバルブギアと前記ロータリーバルブとの間に結合されたシャフトをさらに備えており、前記シャフトの長さ方向の軸は、前記ロータリーバルブの回転軸と同一線上にある、
請求項3に記載したエンジン。 - 前記エンジンは、バイパスアセンブリをさらに備えており、前記バイパスアセンブリは、 前記ロータリーバルブの第一の側に配置され、第1ポートバルブを有する第1ポートと、
前記ロータリーバルブの前記第一の側とは反対側となる第二の側に配置され、第2ポートバルブを有する第2ポートと、
前記第1ポート及び前記第2ポートと流体連結して配置されたバイパスチャンネルと、
前記第1ポートバルブ及び前記第2ポートバルブと動作可能に連結されて配置され、前記第1ポートバルブ及び前記第2ポートバルブの各々を、開放されたポジションと閉塞されたポジションとの間に配置するように構成されたバルブ作動アセンブリとを備える、
請求項1に記載したエンジン。 - 前記バイパスアセンブリは、
前記バルブ作動アセンブリと動作可能に連結されて配置された燃料噴射器バルブを有する燃料噴射器と、
前記バルブ作動アセンブリと動作可能に連結されて配置された排気ポートバルブを有する排気ポートと
をさらに備える、
請求項5に記載したエンジン。 - 前記ハウジングによって形成された環状圧縮チャンネルであって、前記エンジンによって形成された前記環状ボアの上方に、軸線方向に、且つ、前記環状ボアと平行に配置された環状圧縮チャンネルと、
前記環状圧縮チャンネル内に配置された1組の圧縮ピストンと
をさらに備える、
請求項1に記載したエンジン。 - 前記環状圧縮チャンネルと流体連結して配置され、前記環状圧縮チャンネルからの圧縮空気を受け入れるように構成された圧縮空気リザーバをさらに備える、
請求項7に記載したエンジン。 - 前記ハウジングによって形成された第2の環状圧縮チャンネルであって、前記エンジンによって形成された前記環状ボアの下方に、軸線方向に、且つ、前記環状ボアと平行に配置された第2の環状圧縮チャンネルをさらに備える、
請求項7に記載したエンジン。 - ハウジングであって、前記ハウジングの外表面の周囲に広がる環状ボアを形成するところのハウジングと、
前記環状ボア内に配置され、ドライブシャフトに連結された1組のピストンと、
前記環状ボア内に回転可能に配置された1組のロータリーバルブであって、その各々が、フェースプレートと当該フェースプレートの外周に直立させて配設される円筒状の壁構造とを備えたカップ状構造をなし、前記1組のピストンのうちの対応するピストンに関して、一時的な燃焼室を形成するように構成された1組のロータリーバルブと、
各ロータリーバルブに結合される回転駆動機構とを備え、
前記1組のロータリーバルブのうちの各々のロータリーバルブが、前記円筒状の壁構造の回転軸に対して直交する開口を形成する円筒状の壁構造を備えており、各ロータリーバルブの一部は、前記環状ボア内に配置されて、前記円筒状の壁構造の前記回転軸が、前記1組のピストンの回転軸に対して直交し、
前記回転駆動機構が、前記円筒状の壁構造の前記開口を前記環状ボアと合致させて、前記1組のピストンのうちのピストンが、前記環状ボア内で、前記ロータリーバルブに近付く第1の回転ロケーションから、前記ロータリーバルブから離れる第2の回転ロケーションまで移動することを許容するための第1のポジションと、前記第2の回転ロケーションにおいて、前記1組のピストンのうちの前記ピストンに関して、燃焼室を形成するための第2のポジションとの間で、各ロータリーバルブを回転させるように構成される、
循環ピストンエンジン。 - 前記ピストンアセンブリは、第1ピストン、第2ピストン、第3ピストン及び第4ピストンを有するフライホイールを備えており、前記第1ピストンは、前記フライホイール上の、前記第2ピストン及び第4ピストンから90°である位置に配置され、前記第2ピストンは、前記フライホイール上の、前記第1ピストン及び第3ピストンから90°である位置に配置され、前記第3ピストンは、前記フライホイール上の、前記第2ピストン及び第4ピストンから90°である位置に配置され、そして、前記第4ピストンは、前記フライホイール上の、前記第3ピストン及び第1ピストンから90°である位置に配置されており、
前記ロータリーバルブは、前記ハウジング内で、第1のロケーションに配置された第1ロータリーバルブと、前記ハウジング内で、第2のロケーションに配置された第2ロータリーバルブと、前記ハウジング内で、第3のロケーションに配置された第3ロータリーバルブと、前記ハウジング内で、第4のロケーションに配置された第4ロータリーバルブとを備えており、
前記第1ロータリーバルブ、前記第2ロータリーバルブ、前記第3ロータリーバルブ及び前記第4ロータリーバルブの各々は、先行するロータリーバルブに対して90°である位置に、前記環状ボアに沿って配置されている、
請求項10に記載した循環ピストンエンジン。 - 前記回転駆動機構は、
前記駆動機構に結合された駆動ギアと、
前記駆動ギア及び前記ロータリーバルブと動作可能に連結されて配置されたロータリーバルブギアとを備える、
請求項11に記載した循環ピストンエンジン。 - 前記回転駆動機構は、各ロータリーバルブギアと各ロータリーバルブとの間に結合されたシャフトをさらに備えており、各シャフトの長さ方向の軸は、各ロータリーバルブの回転軸と同一線上にある、
請求項12に記載した循環ピストンエンジン。 - 前記エンジンは、バイパスアセンブリをさらに備えており、前記バイパスアセンブリは、
各ロータリーバルブの第一の側に配置され、第1ポートバルブを有する第1ポートと、
各ロータリーバルブの前記第一の側とは反対側となる第二の側に配置され、第2ポートバルブを有する第2ポートと、
前記第1ポート及び前記第2ポートと流体連結して配置されたバイパスチャンネルと、
前記第1ポートバルブ及び前記第2ポートバルブと動作可能に連結されて配置され、前記第1ポートバルブ及び前記第2ポートバルブの各々を、開放されたポジションと閉塞されたポジションとの間に配置するように構成されたバルブ作動アセンブリと
を備える、
請求項10に記載した循環ピストンエンジン。 - 前記バイパスアセンブリは、
前記バルブ作動アセンブリと動作可能に連結されて配置された燃料噴射器バルブを有する燃料噴射器と、
前記バルブ作動アセンブリと動作可能に連結されて配置された排気ポートバルブを有する排気ポートとをさらに備える、
請求項14に記載した循環ピストンエンジン。 - 前記ハウジングによって形成された環状圧縮チャンネルであって、前記エンジンによって形成された前記環状ボアの上方に、軸線方向に、且つ、前記環状ボアと平行に配置された環状圧縮チャンネルと、
前記環状圧縮チャンネル内に配置された1組の圧縮ピストンと
をさらに備える、
請求項10に記載した循環ピストンエンジン。 - 前記環状圧縮チャンネルと流体連結して配置され、前記環状圧縮チャンネルからの圧縮空気を受け入れるように構成された圧縮空気リザーバをさらに備える、
請求項16に記載した循環ピストンエンジン。 - 前記ハウジングによって形成された第2の環状圧縮チャンネルであって、前記エンジンによって形成された前記環状ボアの下方に、軸線方向に、且つ、前記環状ボアと平行に配置された第2の環状圧縮チャンネルをさらに備える、
請求項16に記載した循環ピストンエンジン。
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