JPH05209534A - 内燃機関 - Google Patents

内燃機関

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JPH05209534A
JPH05209534A JP4182065A JP18206592A JPH05209534A JP H05209534 A JPH05209534 A JP H05209534A JP 4182065 A JP4182065 A JP 4182065A JP 18206592 A JP18206592 A JP 18206592A JP H05209534 A JPH05209534 A JP H05209534A
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JP
Japan
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scroll
chamber
expander
expansion
scroll compressor
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JP4182065A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Nishida
光博 西田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Priority to JP18985991 priority
Priority to JP3-188459 priority
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/0207Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F01C1/0215Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • F01C1/0223Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving with symmetrical double wraps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
    • F01C11/004Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は小型、高効率で高速のスクロール
型内燃機関を提供することを目的とする。 【構成】 この発明では、スクロール圧縮機(7;10
7)により作業流体を圧縮して逆止弁(34;140)
付き連通通路(33;139)を通してスクロール膨張
機(21;121)に供給し、膨脹機内で圧縮された作
業流体を燃料と共に燃焼させて膨張機を駆動させる。駆
動力は出力軸(41;131)から取り出されるが、一
部はスクロール圧縮機の運転に利用される。スクロール
は揺動型でも回転型でも良い。 【効果】 回転が滑らかで振動が少なく、高速、高効率
であり、構造も簡単で、小型となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関に関し、特
に圧縮室及び膨張室を一対のスクロールにより形成した
スクロール内燃機関に関するものである。
【0002】
【従来の技術】容器内で回転可能に組み合わされて可変
容積の圧縮室を形成する一対のスクロールを有し、容器
内の流体を圧縮室内で圧縮して容器内に真空を発生した
り圧縮した流体を供給するスクロール流体機械は公知で
あり、例えば米国特許第4、842、499号明細書に
その一例が記載されている。このような回転型スクロー
ル流体機械は、回転機械であるので作動が滑らかで振動
が少なく、効率が良く、高速運転が可能である。
【0003】また、一対の固定スクロールと揺動スクロ
ールとを組み合わせて同様の作用をする揺動型スクロー
ルも公知であり、例えば特開昭61−190183号に
その一例が記載されている。このような揺動スクロール
流体機械は往復機関に比較して振動及び騒音が小さく、
高効率で小型である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、回転型あるい
は揺動型のスクロール流体機械を原動機に応用できれ
ば、振動が少なく、高効率で、小型かつ高速の原動機が
得られ、そのような原動機は望ましいものである。
【0005】従って、この発明の目的は、スクロール流
体機械を利用して振動が少なく高効率で小型かつ高速の
内燃機関を得ることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的に鑑み、請求項
1記載の発明による内燃機関は、互いに組み合わされて
圧縮室を形成する一対のスクロールを有するスクロール
圧縮機と、互いに組み合わされて膨張室を形成する一対
のスクロール、圧縮室を膨張室に連通させる逆止弁及び
膨張室内で作業流体と共に燃料を燃焼させて膨張させる
燃焼装置を有し、作業流体の膨張により駆動されるスク
ロール膨張機と、スクロール圧縮機及びスクロール膨張
機を互いに連結する連結装置とを備えている。
【0007】請求項2記載の発明は、互いに相対的に揺
動可能に組み合わされて圧縮室を形成する固定及び揺動
スクロールを有する揺動型スクロール圧縮機と、互いに
相対的に揺動可能に組み合わされて膨張室を形成する固
定及び揺動スクロール、膨張室を圧縮室に連通させる逆
止弁及び膨張室内で作業流体と共に燃料を燃焼させて膨
張させる燃焼装置を有し、作業流体の膨張により駆動さ
れる揺動型スクロール膨張機とを備え、スクロール圧縮
機の揺動スクロール及び上記スクロール膨張機の揺動ス
クロールを互いに一体に連結した内燃機関である。
【0008】請求項3記載の内燃機関は、互いに相対的
に揺動可能に組み合わされて圧縮室を形成する一対の回
転スクロールを有する回転型スクロール圧縮機と、互い
に相対的に揺動可能に組み合わされて膨張室を形成する
一対の回転スクロール、膨張室を圧縮室に連通させる逆
止弁及び膨張室内で作業流体と共に燃料を燃焼させて膨
張させる燃焼装置を有し、作業流体の膨張により相対的
に揺動させられる回転型スクロール膨張機と、スクロー
ル圧縮機及びスクロール膨張機を同一軸心上で回転させ
る回転軸とを備えている。
【0009】請求項4記載の発明は、互いに組み合わさ
れて圧縮室を形成する一対のスクロールを有し、作業流
体を圧縮して圧縮燃焼ガスを供給するスクロール圧縮機
と、互いに組み合わされて膨張室を形成し、膨張室が圧
縮室に逆止弁を介して連通されていて圧縮燃焼ガスを吸
入する一対のスクロール及び膨張室内で圧縮燃焼ガスを
燃焼膨張させる点火装置を有し、燃焼ガスの膨張により
相対的に揺動させられる揺動型スクロール膨張機と、ス
クロール圧縮機及びスクロール膨張機を互いに連結する
連結装置とを備えた内燃機関である。
【0010】請求項5記載の内燃機関は、互いに組み合
わされて圧縮室を形成する一対のスクロールを有し、作
業流体を圧縮して高温圧縮作業流体を供給する回転型ス
クロール圧縮機と、互いに組み合わされて膨張室を形成
し、膨張室が圧縮室に逆止弁を介して連通されていて高
温圧縮作業流体を吸入する一対のスクロール及び膨張室
内に燃料を噴射して高温圧縮作業流体を燃焼膨張させる
燃料注入装置を有し、作業流体の膨張により相対的に揺
動させられるスクロール膨張機と、スクロール圧縮機及
びスクロール膨張機を互いに連結する連結装置とを備え
ている。
【0011】
【作用】請求項1記載の発明に係る内燃機関に於いて
は、スクロール圧縮機とスクロール膨張機とが連動され
て運転されるので、振動が少なく高効率で高速かつ小型
の内燃機関が得られる。
【0012】請求項2記載の内燃機関に於いては、スク
ロール圧縮機及びスクロール膨張機が揺動型であるの
で、高速、高効率で滑らかな運転ができる。
【0013】請求項3記載の内燃機関に於いては、スク
ロール圧縮機及びスクロール膨張機が回転型であるの
で、振動が少なく高速で滑らかな運転ができ、部品点数
が少なくてすむ。
【0014】請求項4記載の内燃機関に於いては、燃焼
ガスを点火装置により燃焼させるので、構成が簡単小型
で、高速、高効率の滑らかな運転ができる。
【0015】請求項5記載の内燃機関は、高温圧縮空気
中に燃料を噴射して燃焼させるので、構成が簡単小型
で、高速、高効率で滑らかな運転ができる。
【0016】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1に示すこの発明の内燃機関はハウジン
グ1を備えていて、ハウジング1内には吸気口2を有す
る圧縮機室3と、排気口4を有する膨張機室5とが形成
されている。吸気口2には例えばガソリンと空気の混合
気を作る気化器2aが接続され、圧縮機室3内には、吸
気口2から供給された混合気等の燃焼ガスを圧縮して、
圧縮燃焼ガスとする揺動型スクロール圧縮機7が設けら
れている。スクロール圧縮機7は、その基本的構造及び
動作が図2乃至図5に示された例えば特開昭61−19
0183号公報に記載されている公知のもので良く、互
いに組み合わされて間に吸入口8及び吐出口9を有する
圧縮室10a及び10bを形成する一対の同一形状のイ
ンボリュート曲線等のスクロール11及び12を備えて
いる。第1のスクロール11は、ハウジング1の側壁で
ある基板13に固着されて螺旋形に曲げられた板状のス
クロール部材14を備えた固定スクロールである。第2
のスクロール12は、ハウジング1に軸受15により回
転可能に支持された回転軸17に固着された偏心カム1
6により揺動可能に支持された揺動基板18と、揺動基
板18から第1のスクロール11に向かって延びた螺旋
形板状のスクロール部材20とを備えている。これらス
クロール11及び12はそれぞれのスクロール部材14
及び20を組み合わせたままスクロール12が偏心カム
16のカム作用により、その姿勢を空間に対して変化さ
せずに図2乃至図5に示すように繰り返して揺動運動を
し、燃焼ガスを外側の吸入口8からスクロール部材14
及び20間に形成された三日月型の圧縮室10内に吸入
し、スクロール12の揺動と共に燃焼ガスをスクロール
部材に沿って中心に向けて移動させながら圧縮し、揺動
基板18に形成された吐出口9から圧縮された燃焼ガス
を供給する。
【0017】膨張機室5内には、スクロール圧縮機7と
同様の構造の揺動型スクロール膨張機21が設けられて
いる。スクロール膨張機21は、互いに組み合わされて
間に吸入口22及び吐出口23を有する膨張室24を形
成する一対のスクロール25及び26を備えている。第
3のスクロール25はスクロール圧縮機7と共通の揺動
基板18上に設けられたスクロール部材27を備え、第
4のスクロール26はハウジング1の側壁である基板2
9に固着されたスクロール部材30を備えている。スク
ロール圧縮機7及びスクロール膨張機21の揺動スクロ
ール12及び25は共通の揺動基板18上に同軸上に設
けられて同方向に揺動するが、それらのスクロール部材
14とスクロール部材27の巻き方向は互いに反対であ
る。更に、スクロール膨張機21には、膨張室24内に
設けられて圧縮燃焼ガスに点火して膨張させる燃焼装置
である点火プラグ31が設けられ、この燃焼ガスの燃焼
によりスクロール膨張機21が揺動駆動されるようにし
てある。点火プラグ31は導体32により点火回路32
aに接続されている。
【0018】第2のスクロール12と第3のスクロール
25との共通の揺動基板18には、連通導管33が設け
られていてスクロール圧縮機7の吐出口9をスクロール
膨張機21の吸入口22に接続させている。また、連通
導管33内にはスクロール圧縮機7からの圧縮燃焼ガス
をスクロール膨張機21に向かう方向にだけ流す逆止弁
34が設けられている。揺動基板18の周縁とケーシン
グ1との間には略々環状の径方向に伸縮性のベローズ3
5が溶接により設けられ、揺動基板18の揺動を許しな
がら揺動基板18と共にケーシング1の内部を機密に区
画して圧縮機室3と膨張機室5とを形成している。
【0019】内燃機関はまた、スクロール圧縮機7及び
スクロール膨張機21間に設けられてこれらを互いに連
動させる連動装置を備えている。この連動装置はこの実
施例ではスクロール圧縮機7の揺動スクロール12とス
クロール膨張機21の揺動スクロール25とに共通に設
けられた揺動基板18である。揺動基板18の両端に
は、揺動基板18の姿勢が変化せぬように連動機構36
が設けられており、この連動機構36は、スクロール圧
縮機7とスクロール膨張機21との共通の揺動基板18
を揺動させるためのカム回転軸17の一端にそれぞれ設
けられた歯車37と、これらの歯車37に係合した歯車
38とを備え、揺動基板18の両端のカム回転軸17が
互いに同期して回転するようにされている。歯車38は
スターター39に接続され、それぞれのカム回転軸17
には釣り合い重り40が設けられており、いずれか一方
のカム回転軸17の一端は延長されて出力軸41となっ
ている。
【0020】このように構成された内燃機関に於いて、
スターター39により連動機構36を介してスクロール
圧縮機7及びスクロール膨張機21の揺動スクロール1
2及び25を回転させると、スクロール圧縮機7は作業
流体である空気と燃料との混合気を吸気口2から圧縮機
室3内に吸引する。混合気は、更にスクロール圧縮機7
の吸入口8から圧縮室10内に入り、揺動スクロール1
2の揺動につれて圧縮されながらスクロールの中心部に
移動して充分に圧縮された後に吐出口9に達し、その圧
力によりばね偏倚された逆止弁34を開けて連通通路3
3を通ってスクロール膨張機21の吸入口24に入る。
圧縮された混合気はそこで点火プラグ31により点火さ
れて膨張し、急激に圧力が上昇する。この圧力は、逆止
弁34のために連通通路33を逆流できず、スクロール
膨張機21のスクロール部材25及び26に作用して膨
張室24の容積を大きくするように働く。この作用によ
り、スクロール膨張機21は揺動駆動力を得、揺動駆動
力の一部は第3のスクロール25から揺動基板18を介
してスクロール圧縮機7を駆動するのに用いられ、また
他の一部は揺動基板18及び偏心カム16により出力回
転軸であるカム回転軸17の出力端41から回転出力と
して取り出される。スクロール膨張機21内を中心から
外側に向かって移動した膨張ガスは、膨張機室5に排出
された後に排気口4からエンジン外部に排気される。
【0021】図6には、本発明の内燃機関のスクロール
圧縮機7及びスクロール膨張機21の回転角度に対する
作業流体の圧力のグラフを示す。ここでスクロール圧縮
機7あるいはスクロール膨張機21の回転とは、偏心カ
ム16の回転により揺動基板18が行う偏心カム16の
偏心距離を半径とした揺動円運動を意味する。図6に於
いて圧縮機室3内の燃焼ガスである作業流体は、スクロ
ール圧縮機7の一対のスクロール11及び12の間に形
成された圧縮室10aに吸入口8から吸入され、スクロ
ール圧縮機7の回転につれて圧縮室10a内で圧縮され
ながらスクロール圧縮機7の中心近くに移動し、図6の
曲線Aに示す如くスクロール圧縮機7の回転につれて燃
焼ガスの圧力が上昇することになる。スクロール圧縮機
7の回転が回転角度θAまで進んで燃焼ガスの圧力が十
分高くなると、スクロール圧縮機7とスクロール膨張機
21との間の逆止弁34が開いて高圧の燃焼ガスはスク
ロール膨張機21に吸入される。これは図6に線Bで示
されている。スクロール圧縮機7の回転は燃焼ガスがス
クロール膨張機21に受け渡されるまで続き、回転角度
θB=θEで一つの圧縮行程が終わり、続けて次の圧縮
行程が始まる。
【0022】逆止弁16が開く角度θAでは、圧縮され
た高圧の燃焼ガスが吸入口22を介してスクロール圧縮
機7の圧縮室10からスクロール膨張機21の膨張室2
4内に供給される。膨張室24内に供給された燃焼ガス
は回転角度θBで点火プラグ31によりスクロール膨張
機21の中央部で点火され、図6の線Cに示す如く燃焼
して急激に圧力が上昇し、図6の曲線Dに示す如く膨張
室24を膨張させることによりスクロール膨張機21を
揺動駆動させながら圧力が低下して、スクロール膨張機
21の外周部に達し、膨張機室5に排気される。このよ
うに膨張行程は回転角度θBから回転角度θCまで行わ
れ、圧縮行程と膨張行程とは回転角度(θB−θA)だ
け位相がずれて重なっている。
【0023】図7は燃焼ガスの圧力及び容積を圧縮室1
0及び膨張室24について測定したP−V特性図であ
る。図7から明らかな通り、点aで圧縮室10に吸入さ
れた燃焼ガスは、圧縮行程で線a−bに沿って容積の減
少につれて圧力が上昇し、圧縮行程の終わり(点b)で
スクロール圧縮機7からスクロール膨張機21へ逆止弁
16を通って移動する際に、線b−c−dで示す如く圧
力及び容積の変化は殆ど無く、点火されて線d−eに沿
って容積は殆ど変わらぬまま圧力が急激に増大し、その
後、線e−fに示す如くスクロール膨張機21の膨張室
24の容積を増大させながら圧力が次第に低下し、点f
で排気される。スクロール膨張機21のスクロールの巻
数をスクロール圧縮機7のスクロールの巻数よりも多く
して、点gで排気するようにすれば、線f−gに相当す
るエネルギーを回収することができる。
【0024】図8は、本発明の内燃機関に於ける1つの
膨脹室24内での点火から次の点火までのサイクル(回
転角)に対するその膨脹室24からスクロールを介して
回転軸17に得られる出力トルクの大きさを示すグラフ
である。各サイクルに於いて出力トルクは点火毎に急激
に増大し、回転に従って減少するというサイクルを繰り
返す。このようなトルクが各膨脹室24毎に発生し、膨
脹室24は複数個あるのでこれらのトルクが重畳される
ため、またエンジンの各部品に慣性があるために、エン
ジントルクとしては極めて平滑なものとなる。エンジン
トルクの変動の大きさは約5%程度となる。これはスク
ロール圧縮機に於いては周知の通りトルク変動が小さい
ことからも容易に理解できる。
【0025】実施例2.以下、この発明の別の実施例で
ある回転型の内燃機関を図9乃至図13に基づいて説明
する。図9に示すこの発明の回転型内燃機関は、ハウジ
ング101を備えていて、ハウジング101の内部空間
は、隔壁102により吸気口103を有する圧縮機室1
04と、排気口105を有する膨張機室106とに区画
されている。圧縮機室104の吸気口103は気化器1
03aに接続され、例えばガソリンと空気との混合気等
の燃焼ガスである作業流体が吸気口103から供給され
るようにしてあり、圧縮機室104内には燃焼ガスを圧
縮して圧縮燃焼ガスとするスクロール圧縮機107が設
けられている。スクロール圧縮機107は、例えば特開
昭61−190183号公報あるいは米国特許第4、8
42、499号に記載されている公知のもので良く、図
10乃至図13に示す如く軸受108及び109により
回転自在に支持されて、互いに組み合わされて間に吸入
口110及び吐出口111を有する圧縮室112a及び
112bを形成する一対の同一形状のインボリュート曲
線等のスクロール113及び114を備えている。第1
のスクロール113は、回転軸115と、回転軸115
に支持された基板116と、基板116に固着されて螺
旋形に曲げられた板状のスクロール部材117とを備
え、また第2のスクロール114は同様の回転軸118
と、基板119と、螺旋形板状のスクロール部材120
とを備えている。これらスクロール113及び114は
それぞれ互いに平行な軸心回りにそれぞれのスクロール
部材を組み合わせたまま同じ方向に回転し、燃焼ガスを
外側の吸入口110からスクロール部材間に形成された
圧縮室内に吸入し、スクロール113及び114の回転
と共に燃焼ガスをスクロール部材に沿って中心に向けて
移動させながら圧縮し、回転軸118に形成された吐出
口111から圧縮された燃焼ガスを供給する。2つのス
クロールは共に回転して図10乃至図13に示す如く動
作するが、2つのスクロールの相対的位置関係は図2乃
至図5に示す揺動型のものと同じである。
【0026】回転軸118はハウジング101の隔壁1
02を貫通して延びていて、膨張機室106に収容され
たスクロール膨張機121に連結されている。スクロー
ル膨張機121は、スクロール圧縮機107と同様の構
造で、軸受122及び123により回転自在に設けら
れ、互いに組み合わされて間に吸入口124及び吐出口
125を有する膨張室126を形成する一対のスクロー
ル127及び128を備えている。第3のスクロール1
27は軸受122に支持された回転軸118、基板12
9及びスクロール部材130を備え、第4のスクロール
128は軸受123に支持された出力軸である回転軸1
31、基板132及びスクロール部材133を備えてい
る。スクロール圧縮機107とスクロール膨張機121
とは同一の回転軸118上に設けられて同方向に回転す
るが、それらのスクロールの巻き方向は互いに反対であ
る。更に、スクロール膨張機121には、膨張室126
内に設けられて圧縮燃焼ガスに点火して膨張させる燃焼
装置である点火プラグ135が設けられ、この燃焼ガス
の燃焼によりスクロール膨張機121が回転駆動される
ようにしてある。点火プラグ135は、出力軸131上
に設けられたスリップリング136を介して導体137
により点火装置137aに接続されている。
【0027】第2のスクロール114と第3のスクロー
ル127とを一体に連結する回転軸118には、連通導
管139が設けられていてスクロール圧縮機107の吐
出口111をスクロール膨張機121の吸入口124に
接続させている。また、連通導管139内にはスクロー
ル圧縮機107からの圧縮燃焼ガスをスクロール膨張機
121に向かう方向にだけ流す逆止弁140が設けられ
ている。
【0028】内燃機関はまた、スクロール圧縮機107
及びスクロール膨張機121間に設けられてこれらを互
いに連動させる連動装置154を備えている。この連動
装置154は、スクロール圧縮機107の基板116及
び119に設けられたリング歯車であるスクロール歯車
141及び142と、スクロール膨張機121の基板1
29及び132に設けられたスクロール歯車143及び
144と、各々のスクロール歯車141乃至144に各
々係合した4枚の連動歯車145、146、147及び
148と、これら連動歯車145〜148を互いに結合
する歯車軸149とを備えている。歯車軸149は軸受
150、151及び152によりハウジング101に支
持され、一端はハウジング101外に延びてスターター
153に接続されている。この連動装置154により、
4つのスクロール113、114、127及び128が
互いに連動して滑らかに回転できるようになる。
【0029】このように構成された内燃機関に於いて、
スターター153により連動装置154を介してスクロ
ール圧縮機107及びスクロール膨張機121を回転さ
せると、スクロール圧縮機107は混合ガスを吸気口1
03から圧縮機室104内に吸引する。混合ガスは、更
にスクロール圧縮機7の吸入口110から圧縮室112
内に入り、スクロールの回転につれて圧縮されながら中
心部に移動して充分に圧縮された後に吐出口111から
出、その圧力により逆止弁140を開けて連通通路13
9を通ってスクロール膨張機121の吸入口144に入
る。圧縮された燃焼ガスはそこで点火プラグ135によ
り点火され、急激に圧力が上昇する。この圧力は、逆止
弁140のために連通通路139を逆流できず、スクロ
ール膨張機121のスクロール部材130及び133に
作用して膨張室126の容積を大きくするように働く。
この作用により、スクロール膨張機121は回転駆動力
を得、回転駆動力の一部は第3のスクロール127から
回転軸118及び連動装置154を通してスクロール圧
縮機107を駆動するのに用いられ、また他の一部は第
4のスクロール128の出力回転軸131から回転出力
として取り出される。スクロール膨張機121内を中心
から外側に向かって移動した膨張ガスは吐出口125か
ら膨張機室106に排出され、更に排気口105からエ
ンジン外部に排気される。
【0030】この実施例に於いても内燃機関の作業流体
に着目した回転角度対圧力特性、容積対圧力特性及び回
転角度対膨脹室トルク特性は、それぞれ図6乃至図8に
示すものと同様になり、スクロール圧縮機及び出力トル
クの変動は小さく、極めて平滑なトルクが得られる。こ
の実施例に於いては、スクロールが回転型であるので、
先の実施例で必要であった釣り合い重り40が不必要で
あり、構造をより簡単にすることができる。
【0031】なお、図9の実施例に於いては、スクロー
ル圧縮機107及びスクロール膨張機121が、それぞ
れの第1及び第2のスクロール113及び114と第3
及び第4のスクロール127及び128とがそれぞれ連
動歯車145乃至148により駆動されている両駆動型
のものであるが、スクロール圧縮機107及びスクロー
ル膨張機121のスクロールの一部を駆動して原動スク
ロールとして、他のものをこの原動スクロールにより駆
動される従動スクロールとした従動型のものにすること
もできる。
【0032】実施例3.図14には本発明の回転型スク
ロール内燃機関をディーゼルエンジンとした実施例を示
す。図9の内燃機関と比較すると良く理解できるよう
に、回転軸115からは点火プラグが除去され、代わり
に燃料噴射弁164が設けられている。即ち、ハウジン
グ101には燃料ポンプ162が設けられ、燃料がシー
ルリング160、161により回転軸115の周囲に形
成された環状の空間を介して回転軸115の燃料供給通
路163に流し、燃料噴射弁164から膨脹室126内
に燃料噴射するようにしてある。その他の構成は、先に
説明した実施例と同じである。周知の如く、ディーゼル
エンジンに於いては圧縮比が例えば1対20と高く、圧
縮されて膨脹室126に供給された空気は非常な高温高
圧になっているので、燃料供給通路163から燃料が噴
射されると直ちに着火して燃焼・膨脹行程が開始され
る。この場合の動作サイクルも図6乃至図8に示すもの
と同様である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る内
燃機関に於いては、スクロール流体機械を内燃機関に応
用できたので、構造が簡単で部品点数が少なく、振動が
少なく、高効率で、高速の原動機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の揺動スクロール型内燃機
関を示す概略断面図である。
【図2】図1のスクロール圧縮機の圧縮開始時の状態を
示す動作説明図である。
【図3】図2のスクロール圧縮機が90°回転した状態
を示す動作説明図である。
【図4】図2のスクロール圧縮機が180°回転した状
態を示す動作説明図である。
【図5】図2のスクロール圧縮機が270°回転した状
態を示す動作説明図である。
【図6】本発明の内燃機関のスクロールの回転角度に体
する作業流体圧力の変化を示すグラフである。
【図7】本発明の内燃機関のP−V線図である。
【図8】本発明の内燃機関に於ける各膨脹室により得ら
れる出力トルクの回転角度に対する変化を示すグラフで
ある。
【図9】本発明の別の実施例の回転スクロール型の内燃
機関を示す概略断面図である。
【図10】図9のスクロール圧縮機の圧縮開始時の状態
を示す動作説明図である。
【図11】図10のスクロール圧縮機が90°回転した
状態を示す動作説明図である。
【図12】図10のスクロール圧縮機が180°回転し
た状態を示す動作説明図である。
【図13】図10のスクロール圧縮機が270°回転し
た状態を示す動作説明図である。
【図14】本発明の更に別の実施例の回転スクロール型
内燃機関をディーゼルエンジンに適用した例を示す概略
断面図である。
【符号の説明】
7;107 スクロール圧縮機 10a、10b;112a、112b 圧縮室 21;121 スクロール膨張機 24;126 膨張室 31;135 点火プラグ(燃焼装置) 34;140 逆止弁 18、36;118、154 連動装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに組み合わされて圧縮室を形成する
    一対のスクロールを有するスクロール圧縮機と、 互いに組み合わされて膨張室を形成する一対のスクロー
    ル、上記圧縮室を上記膨張室に連通させる逆止弁及び上
    記膨張室内で作業流体と共に燃料を燃焼させて膨張させ
    る燃焼装置を有し、上記作業流体の膨張により駆動され
    るスクロール膨張機と、 上記スクロール圧縮機及び上記スクロール膨張機を互い
    に連動させる連動装置とを備えた内燃機関。
  2. 【請求項2】 互いに相対的に揺動可能に組み合わされ
    て圧縮室を形成する固定及び揺動スクロールを有する揺
    動型スクロール圧縮機と、 互いに相対的に揺動可能に組み合わされて膨張室を形成
    する固定及び揺動スクロール、上記圧縮室を上記膨張室
    に連通させる逆止弁及び上記膨張室内で作業流体と共に
    燃料を燃焼させて膨張させる燃焼装置を有し、上記作業
    流体の膨張により駆動される揺動型スクロール膨張機と
    を備え、 上記スクロール圧縮機の上記揺動スクロール及び上記ス
    クロール膨張機の上記揺動スクロールを互いに一体に連
    結した内燃機関。
  3. 【請求項3】 互いに相対的に揺動可能に組み合わされ
    て圧縮室を形成する一対の回転スクロールを有する回転
    型スクロール圧縮機と、 互いに相対的に揺動可能に組み合わされて膨張室を形成
    する一対の回転スクロール、上記圧縮室を上記膨張室に
    連通させる逆止弁及び上記膨張室内で作業流体と共に燃
    料を燃焼させて膨張させる燃焼装置を有し、上記作業流
    体の膨張により相対的に揺動させられる回転型スクロー
    ル膨張機と、 上記スクロール圧縮機及び上記スクロール膨張機を同一
    軸心上で回転させる回転軸とを備えた内燃機関。
  4. 【請求項4】 互いに組み合わされて圧縮室を形成する
    一対のスクロールを有し、作業流体を圧縮して圧縮燃焼
    ガスを供給するスクロール圧縮機と、 互いに組み合わされて膨張室を形成し、上記膨張室が上
    記圧縮室に逆止弁を介して連通されていて上記圧縮燃焼
    ガスを吸入する一対のスクロール、及び上記膨張室内で
    上記圧縮燃焼ガスを燃焼膨張させる点火装置を有し、上
    記燃焼ガスの膨張により相対的に揺動させられる揺動型
    スクロール膨張機と、 上記スクロール圧縮機及び上記スクロール膨張機を互い
    に連動させる連動装置とを備えた内燃機関。
  5. 【請求項5】 互いに組み合わされて圧縮室を形成する
    一対のスクロールを有し、作業流体を圧縮して高温圧縮
    作業流体を供給する回転型スクロール圧縮機と、 互いに組み合わされて膨張室を形成し、上記膨張室が上
    記圧縮室に逆止弁を介して連通されていて上記高温圧縮
    作業流体を吸入する一対のスクロール、及び上記膨張室
    内に燃料を噴射して上記高温圧縮作業流体を燃焼膨張さ
    せる燃料噴射装置を有し、上記作業流体の膨張により相
    対的に揺動させられるスクロール膨張機と、 上記スクロール圧縮機及び上記スクロール膨張機を互い
    に連動させる連動装置とを備えた内燃機関。
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