JPH06272567A

JPH06272567A - 自動始動式多種燃料ロータリーピストンエンジン

Info

Publication number: JPH06272567A
Application number: JP5025493A
Authority: JP
Inventors: S Lansing Joseph; ジョセフ・エス・ランシング
Original assignee: JESEPH S LANSING; JIESEFU ESU RANSHINGU
Current assignee: JESEPH S LANSING; JIESEFU ESU RANSHINGU
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】自己推進型多段膨張ロータリーピストンガスエ
ンジンに関し、自動始動式で単純で効率的であって、暖
機時間を必要とせず、代替燃料の最良のものを使用し、
環境品質を改善するものを提供する。【構成】エンジンは単一の回転方向を備え、一対以上の
対の２側面ロータリーピストンを有する。対をなす二つ
のピストンは、連続的な重なり合うトルクを生ずる。多
数対のピストン及びハウジングの各対は同一の断面積を
有し、又段階的な厚みを有し、多段階膨張を行う。燃
料、酸化剤及び液体のための二組の供給弁５８〜６２
Ａ，Ｂが、最小容積のハウジング対24A,Bの吸入ポート2
6A,Bから、二つの燃焼チャンバ54A,Bへと供給する。出
力軸20の偏心子、ピストン、ハウジング、吸入ポート及
び排出ポートの相対位置及び方向が、エンジン制御手段
72により制御される弁の動作のタイミング及び相対質量
流量とによって、回転の正確な方向及び多種燃料動作を
確実なものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自己推進型の路上車両
用のエンジンに関し、詳しくは排出ガスの減少した、或
いは排出ガスのない自動始動式の多種燃料ロータリーピ
ストンエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、自己推進型の路上車両用のエ
ンジンは主に、オットーサイクル又はディーゼルサイク
ルのものであった。主たる燃料はガソリン及びディーゼ
ル燃料であり、これらは両方とも石油から生成されるも
のであって、従って補充の不可能な資源を枯渇させてい
る。結果的に排出される排出ガスは環境の質を劣化さ
せ、健康を害し、また公的及び私的な経済活動を阻害し
ている。

【０００３】これらの枯渇及び劣化という問題を好転さ
せるための一つのアプローチは、アルコール、プロパ
ン、メタン及び水素といった代替燃料を使用することで
ある。

【０００４】これらの代替燃料の各々の欠点は、次のよ
うな観点から評価することができる。１．補充性２．短期的観点からの環境品質に対する影響（スモッ
グ）３．長期的観点からの環境品質に対する影響（温室効
果）プロパン燃料の一つの欠点は、それが簡単には補充可能
でないことである。しかしながら、補充性はアルコール
及びメタンについては光合成を通じて実現可能であり、
また水素については水の太陽エネルギー電気分解を通じ
て実現可能である。

【０００５】アルコール燃料の燃焼についての一つの欠
点は、スモッグ中の非常に酸化性の成分であるアルデヒ
ドを生成することである。

【０００６】温室効果の原因となるについての各々の代
替燃料の相対的な欠点は、完全燃焼から得られる熱エネ
ルギー単位当たりの二酸化炭素の相対量の見地から見積
もることができる。ガソリン、ディーゼル燃料及びアル
コール燃料は全て、熱エネルギー単位当たりで大体同量
の二酸化炭素を発生し、プロパンはその量の約９４％を
発生し、メタンは約８０％を生ずるが、水素は全く生成
しない。

【０００７】どの燃料が使用されようとも、オットー及
びディーゼルサイクルのエンジンが自動始動式でないと
いう事実は、次のような不具合に帰着する。即ち米国カ
リフォルニア州エルモントにおけるサウスコースト空気
品質管理管轄区によれば、１９９０年２月１０日のサイ
エンスニュースにより伝えられたところでは、交通中に
おいてアイドリングしている車両は、ロサンゼルス、オ
レンジ、リバーサイド及びサンベルナーディノ郡で販売
されている全ての燃料の４分の１を燃焼させているとい
うことである。

【０００８】本明細書において、自動始動式のエンジン
とは、どのようなシャフト位置においても、シャフト速
度ゼロの状態から、要求に応じて即座にトルクを発生す
ることのできるエンジンをいう。仮にあるエンジンがセ
ルフスターターと呼ばれるものを装着しなければならな
いとしたなら、それは明らかに自動始動式エンジンでは
ない。オットー及びディーゼルサイクルのエンジンは、
自動始動式では有り得ない。対照的に、ある種の往復動
ピストン蒸気機関は、蒸気の圧力が利用できる限りは自
動始動式で有り得る。蒸気機関、ランキンサイクルエン
ジン一般、及びスターリングサイクルエンジンのよう
な、自動始動式となり得る熱機関は、自動始動可能とな
るまでにウォームアップのための時間を必要とし、また
自動始動を可能にするウォームアップ状態を維持するた
めに、幾らかの動力を入力することを必要とする。

【０００９】タービン及びジュールサイクルエンジン一
般のような他の熱機関は、自動始動式ではない。

【００１０】電気モーターはウォームアップ期間なしに
自動始動可能であるが、しかし電動エンジンは、自己推
進型車両について、高価で重く寿命の短い蓄電バッテリ
ーが必要となるという欠点を有している。

【００１１】熱機関において酸化剤として空気を用いる
ことの一般的な欠点は、熱力学的効率を高めるために必
要とされるより高いサイクル温度が、スモッグの主成分
である二酸化窒素の発生をも増加させるということであ
る。

【００１２】３側面ピストンを有するロータリーピスト
ン装置の、２側面ピストンを備えたものに対する欠点
は、１．非作動容積が大きく、２．アペックスシール傾斜角度が大きく、３．より多くのアペックスシール及びサイドシールが必
要であり、４．より多くのアペックス／サイドジョイントが必要で
あり、５．吸入ポート及び排出ポートが隣接していてそれらの
間での熱交換を増大させ、それにより効率を低下させる
ということである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】それゆえこれらの従来
技術に鑑みて、本発明の一つの課題は、自己推進型の路
上車両用のエンジンであって、より単純でより効率的で
あり、自動始動式であり、ウォームアップ期間を必要と
せず、代替燃料の最良のものを使用し、そして環境的品
質を改善するものを提供することである。

【００１４】このエンジンは自動始動式であってウォー
ムアップ期間を必要とせず、従ってこのエンジンにより
動力を付与される車両が減速又はアイドリングしている
場合に燃料の供給を必要としないことにより、エネルギ
ーの保存性を高める。

【００１５】このエンジンは、プロパン、メタン、水素
又はその他の気体燃料を互換的に、或いは混合物として
使用可能である。

【００１６】このエンジンは酸素、或いは窒素を部分的
又は完全に除去した空気でもって使用することができ、
二酸化窒素を減少させるか又は全く生成しない。

【００１７】このエンジンを水素燃料及び酸素の燃焼に
用い、次いで排出を水へと凝縮してそれを保持する場
合、排出ガスはゼロとなって最高の環境的品質が達成さ
れることになる。

【００１８】凝縮された排出水は、太陽熱駆動の電気分
解を通じてリサイクルして酸素／水素を発生させること
ができ、環境的品質に対する無毒性と共に、永久的に補
充可能なエネルギー資源という究極的なエネルギー保存
のゴールを実現することができる。

【００１９】このエンジンの別の課題及び利点は、高地
や水中、及び大気圏外といった酸素の乏しい環境におい
て、貯蔵してある酸化剤でもって利用可能とすることで
ある。

【００２０】２側面ピストンを有するロータリーピスト
ン装置の、３側面ピストンを備えたものに対する利点
は、１．非作動容積が小さく、２．アペックスシール傾斜角度が小さく、３．必要とされるアペックスシール及びサイドシールが
より少なく、４．必要とされるアペックス／サイドジョイントがより
少なく、５．吸入ポート及び排出ポートが隣接しておらず、それ
らの間での熱交換が減少され、それにより効率を増大さ
せるということである。

【００２１】本発明のさらなる課題及び利点について
は、添付図面及び後続の記述を考慮することにより明ら
かとなろう。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、エンジ
ンは単一の正確な回転方向を備え、一対又はそれ以上の
対の２側面ロータリーピストン（２２Ａ及び２２Ｂ，３
８Ａ及び３８Ｂ，４６Ａ及び４６Ｂ）を有する。対をな
す二つのピストンは、自動始動動作を行うために、連続
的な重なり合うトルク生成を生ずる。多数対のピストン
及びそれらのハウジング（２４Ａ及び２４Ｂ，４０Ａ及
び４０Ｂ，４８Ａ及び４８Ｂ）の各対は同一の断面積を
有し、また他の対に対して段階的な厚みを有して、多段
階膨張を行う。

【００２３】燃料、酸化剤及び液体のための二組の供給
弁（５８Ａ，６０Ａ，６２Ａ及び５８Ｂ，６０Ｂ，６２
Ｂ）が、最小容積のハウジング対（２４Ａ及び２４Ｂ）
において吸入ポート（２６Ａ及び２６Ｂ）から、二つの
アフォーディド（aphodid）タイプの燃焼チャンバ（５
４Ａ及び５４Ｂ）へと供給を行う。

【００２４】出力軸（２０）の偏心子、ピストン、ハウ
ジング、吸入ポート及び排出ポート（２６Ａ，２６Ｂ，
２８Ａ，２８Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，４４Ａ，４４Ｂ，５
０Ａ，５０Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ）の相対位置及び方向
が、エンジン制御手段（７２）により制御される弁の動
作のタイミング及び相対質量流量と一緒になって、回転
の正確な方向及び多種燃料動作を確実なものとし、また
ピストン及びハウジングの多数対と共に、最小の非作動
容積及び多段階膨張を確実なものとする。

【００２５】入力制御（７６）は、動力出力及び膨張動
作の程度の正確な調節を可能なものとする。

【００２６】

【実施例】添付図面において、同様の部材は同じ番号を
有するが、異なるアルファベット文字が添えられてい
る。

【００２７】図１は、ロータリーピストン流体装置の展
開図である。Felix Wankelはその著書Rotary Piston Ma
chinesにおいて、２側面ロータリーピストンを有するこ
の特別のタイプの装置を内部軸式ＰＬＭ１：２Ｓｌｉ
グループ５として分類している。内部軸式とはまさにそ
の通りのことを意味し、ＰＬＭは遊星回転装置の頭文字
であり、１：２はロータリーピストンと出力シャフトの
回転速度の比であり、Ｓｌはロータリーピストンとハウ
ジングとの間のすべり係合即ちすべり接触を表し、ｉは
ロータリーピストン上に設けられたシール要素を意味
し、そしてグループ５は固定チャンバを示している。

【００２８】このタイプのロータリーピストン装置は技
術的に周知であり、１９７４年４月２日にGerald John
Kneeに対して許可された米国特許第３，８００，７６０
号において、内燃機関に用いられるものとして記載され
ている。Felix Wankelは、これらと同様の装置は「１８
３４年から蒸気機関として知られており、E. Galloway
により設計された」ことを明らかにしている。

【００２９】これらの及びその他のロータリーピストン
流体装置に共通する種々の部材、例えば整相ギア、シー
ル、ベアリング、ファスナーその他は本発明の一部を構
成するものではなく、簡単化のために図面及び記述から
省略してある。

【００３０】図１を参照すると、出力シャフト２０は、
相互に１８０度をなして配置された２つの環状偏心子を
有している。偏心子の各々は、２２Ａ及び２２Ｂとして
示すロータリーピストンを回転可能に受容している。ピ
ストン２２Ａ及び２２Ｂの長軸は、各々のピストンの頂
点相互を結ぶ線と同一のものであって、相互に９０度を
なして配置されている。

【００３１】ロータリーピストン２２Ａ及び２２Ｂは、
一対のハウジング２４Ａ及び２４Ｂ、端壁３４Ａ及び３
４Ｂ、並びに半体３６Ａ及び３６Ｂにより形成される隔
壁により、個別に収容されている。吸入ポート２６Ａ及
び２６Ｂ並びに排出ポート２８Ａ及び２８Ｂは、ハウジ
ング２４Ａ及び２４Ｂのそれぞれを通って開口してい
る。ハウジング２４Ａと２４Ｂの内側は同一であり、ま
た並行である。

【００３２】図２を参照すると、出力シャフト２０の偏
心部分がピストン２２を回転可能に受容しており、ピス
トン２２の頂点はハウジング２４の内側を摺動可能に受
容されている。このハウジングの内側は単一ローブの外
転トロコイドとして示されているが、これはこのような
外転トロコイドに並行な曲線、或いは例えば１９７３年
２月１３日にKoichi Takahashiに対して許可された米国
特許第３，７１６，３１７号に記載されている曲線やこ
れから記載する他の曲線などの他の種々の閉じた曲線の
何れかでありうる。

【００３３】ピストン２２の長軸は、ハウジング２４の
内側の曲線の長軸に対して重ね合わせられ、同一直線上
にあり且つ平行なものとして示されている。この位置に
おいてキャビティ３０は最小容積となり、またキャビテ
ィ３２は最大容積となる。

【００３４】吸入ポート２６は完全にキャビティ３０内
に配置されており、またピストン２２の一方の頂点に可
能な限り近く配置されている。排出ポート２８は完全に
キャビティ３２内に、また可能な限りピストン２２の他
方の頂点に近く配置されている。

【００３５】図３を参照すると、本発明の現在好ましい
一つの実施例は、三対のハウジング２４Ａ／２４Ｂ，４
０Ａ／４０Ｂ及び４８Ａ／４８Ｂを有しており、各々の
ハウジングはシャフト２０により回転可能に受容された
ピストンを収容している。ハウジング対２４Ａ／２４Ｂ
は最も小さなチャンバ容積を有し、ハウジング対４０Ａ
／４０Ｂはより大きな容積を、そしてハウジング対４８
Ａ／４８Ｂはさらにより大きな容積を有している。対を
なすハウジングの各々の容積は等しい。各対のハウジン
グ相互の間における容積の相違は、ハウジングの幅を異
ならせることによって得られている。

【００３６】ハウジング対２４Ａ／２４Ｂは、シャフト
２０の長さの中央付近にある。対４０Ａ／４０Ｂ及び４
８Ａ／４８Ｂの個々のハウジングは、シャフト２０に沿
ったハウジングの順序が４８Ａ，４０Ａ，２４Ａ，２４
Ｂ，４０Ｂ及び４８Ｂとなるようにして隔てられてい
る。

【００３７】図４及び図５を参照すると、ハウジング４
０Ｂの内側の曲線の長軸をハウジング２４Ｂの内側の曲
線の長軸に対してシャフト２０の周りで角度をなして配
置させることにより、ハウジング４０Ｂの吸入ポート４
２Ｂがハウジング２４Ｂの排出ポート２８Ｂと整列され
ている。

【００３８】全く同様にして、ハウジング４８Ｂの吸入
ポート５０Ｂはハウジング４０Ｂの排出ポート４４Ｂと
整列しており、ハウジング４０Ａの吸入ポート４２Ａは
ハウジング２４Ａの排出ポート２８Ａと整列しており、
そしてハウジング４８Ａの吸入ポート５０Ａはハウジン
グ４０Ａの排出ポート４４Ａと整列している。

【００３９】ハウジングの各対の内側の曲線は、平行の
ままに保たれる。

【００４０】図６を参照すると、ハウジング２４Ａの排
出ポート２８Ａはハウジング４０Ａの吸入ポート４４Ａ
へと接続しており、ハウジング４０Ａの排出ポート４２
Ａはハウジング４８Ａの吸入ポート５０Ａへと接続して
おり、ハウジング２４Ｂの排出ポート２８Ｂはハウジン
グ４０Ｂの吸入ポート４４Ｂへと接続しており、そして
ハウジング４０Ｂの排出ポート４２Ｂはハウジング４８
Ｂの吸入ポート５０Ｂへと接続している。

【００４１】これらの配置及び整列は、連続する排出ポ
ート及び吸入ポートの間の接続容積が最小となるという
利点を有し、またピストン及びハウジングは厚みが異な
るだけであることから、ロータリーピストン及びハウジ
ングの曲線を加工するのに用いられる１サイズの特殊機
械だけを用いて、ピストン及びハウジングの全てを製造
することができるという利点を有することが理解されよ
う。

【００４２】図４及び図５を参照すると、ピストン２２
Ｂ及び３８Ｂを受容しているシャフト２０の偏心子のそ
れぞれは相互に角度をなして配置されており、ピストン
２２Ｂの頂点が排出ポート２８Ｂの反時計回りに見た端
部にある場合、ピストン３８Ｂの頂点は吸入ポート４２
Ｂの時計回り側の端部にあるようになっている。

【００４３】全く同様にして、ピストン４６Ｂを受容す
るシャフト２０の偏心子はピストン３８Ｂを受容するシ
ャフト２０の偏心子に対して角度をなして配置されてお
り、直前の段落において述べたピストン３８Ｂと２２Ｂ
との間に成立しているのと同じ関係が、ピストン４６Ｂ
及び３８Ｂとそれらのそれぞれの吸入ポート５０Ｂ及び
排出ポート４２Ｂの間に成立するようになっている。

【００４４】ピストンの各対の二つの部材の長軸は相互
に９０度をなして方向付けられており、またそれらを支
持するシャフト２０の偏心子は相互に１８０度をなして
方向付けられている。これにより、Ａという文字が付加
されているピストン及びポートの間に、上述のＢという
文字が付加されているピストン及びポートの間に関する
と同様の関係が成立する。

【００４５】図６を参照すると、燃焼チャンバ５４Ａ及
び５４Ｂは、吸入ポート２６Ａ及び２６Ｂのそれぞれに
おいて、ハウジング対２４Ａ及び２４Ｂへと接続してい
る。燃焼チャンバ５４Ａ及び５４Ｂはまた、弁５８Ａ，
６０Ａ，６２Ａ，５８Ｂ，６０Ｂ及び６２Ｂのそれぞれ
へと接続している。

【００４６】弁６２Ａ及び６２Ｂは水ポンプ６４へと接
続されており、水ポンプ６４の入力側は水貯蔵タンク６
６へと接続されている。弁６０Ａ及び６０Ｂは、酸素貯
蔵タンク６８へと接続されている。弁５８Ａ及び５８Ｂ
は、水素燃料貯蔵タンク７０へと接続している。

【００４７】エンジン制御コンピューター７２が弁５８
Ａ，６０Ａ，６２Ａ，５８Ｂ，６０Ｂ及び６２Ｂへと接
続している。コンピューター７２はまた、出力シャフト
２０上にある絶対回転エンコーダー７４へも接続されて
いる。そしてコンピューター７２は、オペレータ入力制
御７６へと接続されている。

【００４８】

【作用】現在好ましい本発明の一実施例の作動順序につ
いて以下に記載する。図６を参照すると、水素燃料及び
酸素がタンク７０及び６８中のそれぞれに与圧下に貯蔵
されている。水はタンク６６の中に貯蔵されており、水
ポンプ６４により与圧されている。コンピューター７２
は弁５８Ａ，６０Ａ，６２Ａ，５８Ｂ，６０Ｂ及び６２
Ｂの動作を調節し、水素燃料、酸素及び水を燃焼チャン
バ５４Ａ及び５４Ｂへと導入する。水素燃料及び酸素の
燃焼は、点火装置５６Ａ及び５６Ｂにより直ちに開始さ
れ、弁が閉じられ、導入された全ての燃料及び酸素が燃
焼し、導入された全ての水が気化されるまで継続され
る。

【００４９】点火装置は連続的に活性のものであること
ができる。例えば高周波の電気火花、点火温度に加熱さ
れた電熱素子、又は触媒素子などであり、点火装置を作
動するタイミングをはかる必要性を回避して、燃焼可能
物質が存在している間は即時且つ連続的な燃焼を確実に
行うようにすることができる。

【００５０】水の蒸発は、燃焼生成物の温度をエンジン
構成材料と両立性のある値へと下げ、燃焼生成物、即ち
蒸気の圧力を増大させる。

【００５１】図２を参照すると、蒸気は吸入ポート２６
を介して最小容積のキャビティ３０へと入り、ロータリ
ーピストン２２を駆動回転させる。

【００５２】説明を経済的に行うために、図２に示した
機構において、ロータリーピストン２２の長軸がハウジ
ング２４内側の曲線の長軸と平行となる位置を、以下で
は上死点、ＴＤＣと称することとする。

【００５３】ＴＤＣにおいては、最小容積のキャビティ
３０内の圧力はロータリーピストン２２を駆動して、何
れの方向にも回転させることができる。ロータリーピス
トン２２が反時計回りに回転するのであれば、キャビテ
ィ３０と３２は吸入ポート２６を介して連通し、ロータ
リーピストン２２はもはや回転駆動されることはない。

【００５４】図１，２及び６を参照すると、図２の矢印
により示されるような時計方向への正しい回転が、ＴＤ
Ｃにおけるロータリーピストン２２Ａ又は２２Ｂの何れ
かによるエンジンの始動動作から続いて生ずることを確
実にするために、コンピューター７２は絶対回転エンコ
ーダー７４を用いてシャフト２０の位置をモニターし、
それによりロータリーピストン２２Ａ及び２２Ｂの位置
をそれぞれの吸入ポート２６Ａ及び２６Ｂに関してモニ
ターする。図７を参照すると、コンピューター７２は、
弁に関連するロータリーピストンがＴＤＣを越えて第一
角度８２だけ回転するまでは、何れの弁の開放をも自動
的に阻止する。この角度８２はまた、吸入ポート２６及
び排出ポート２８の先端部を位置決めするのにも用いら
れる得ることが理解されよう。

【００５５】コンピューター７２はまた、何れかのロー
タリーピストンの頂点がそれに関連する排出ポートに入
る前に、全ての弁を自動的に閉じる。

【００５６】このエンジンがどのように自動始動して連
続的なトルクを生成するかを見るために図１，２及び７
を参照するとき、ＴＤＣにある一つのロータリーピスト
ン２２Ａの長軸を考える。これと同じ瞬間に、ロータリ
ーピストン２２Ｂの長軸は９０度をなしており、蒸気に
よって駆動されている。この駆動はロータリーピストン
２２Ａが角度８２だけ回転し且つその弁５８Ａ，６０Ａ
及び６２Ａが開放している間にわたって継続するが、こ
れらの弁は完全に開放した場合、ロータリーピストン２
２Ａによる全トルクが発生される状態をもたらす。そし
て弁５８Ａ，６０Ａ及び６２Ａが完全に開放した後、ロ
ータリーピストン２２Ｂの頂点が排出ポート２８Ｂに入
る前に弁５８Ｂ，６０Ｂ及び６２Ｂが完全に閉じること
ができるならば、両方のロータリーピストンからのトル
クの重なりは継続される。ロータリーピストン２２Ａ
は、ロータリーピストン２２Ｂの頂点がその排出ポート
２８Ｂの角度的な範囲を通過する間にわたってトルクの
発生を継続し、その後にはロータリーピストン２２Ｂが
ＴＤＣにある。そして、記述中の２２Ａをピストン２２
Ｂ及びその関連部材で置き換えれば、今述べた作動シー
ケンスが上記したようにして繰り返される。

【００５７】しかしてこのエンジンについての自動始動
及び連続的トルク生成のための規準は、時間というもの
をロータリーピストン２２が移動する角度として定義す
れば、角度８２プラス弁の開放及び閉鎖時間プラスロー
タリーピストンの頂点が排出ポートを通過する時間に関
して必要とされるロータリーピストンの回転角度の合計
が、１／２πラジアン即ち９０度よりも小さくなければ
ならないということである。

【００５８】図６を参照すると、コンピューター７２は
またオペレータ入力制御７６をもモニターしている。こ
の入力制御は在来のアクセルペダルの位置や、遮断レバ
ー又はカットオフなどと呼ばれるものの位置であり得
る。コンピューター７２は、応答が前述したようなコン
ピューター７２による弁の自動的な開放及び閉鎖と矛盾
しない場合に限り、オペレータ入力制御７６に応答す
る。

【００５９】アクセルペダルが踏まれていない場合、コ
ンピューター７２はどの弁も開放しない。アクセルペダ
ルが踏まれると、コンピューター７２は弁を開放し、ペ
ダルが踏み込まれるにつれてコンピューター７２は弁を
さらに開放する。

【００６０】オペレータの便宜のために、遮断レバーは
外見及び位置をギアシフトレバーと同じようにすること
ができる。このレバーは幾つかの別個の位置を有するも
のであったり、或いは前−後の連続的な移動範囲に沿っ
た何らかの設定位置に留まるようにすることができる。
例えば遮断レバーを完全後退位置にセットすると、コン
ピューター７２は弁を開放し、次いでできる限り迅速に
弁を閉鎖する。遮断レバーを完全前方位置にセットする
と、コンピューター７２は弁を開放し、できる限り長い
間にわたってそれらを開放のまま保持する。中間の遮断
レバー位置においては、コンピューター７２は可能な最
長の開放時間に比例して、弁を開放のまま保持する。

【００６１】この例において完全前方位置を除く全ての
遮断レバー位置において、蒸気はロータリーピストンの
回転のある部分にわたって、したがってより優れた効率
でもって、ロータリーピストンに対して膨張的に作用す
る。

【００６２】このエンジンが異なる燃料、酸化剤及び液
体を最も効率的に使用することができるように、相対質
量流量や弁の開放寸法がオペレータにより、コンピュー
ター７２に記憶された適当な制御プログラムを選択する
ことで適切な値に設定される。

【００６３】図３，４，５及び６を参照すると、付加的
なハウジング４０Ａ，４０Ｂ，４８Ａ及び４８Ｂ並びに
ピストン３８Ａ，３８Ｂ，４６Ａ及び４６Ｂが蒸気の多
段膨張を可能にしている。これは効率を増大させるため
の古典的な手法である。連続するピストン対２２Ａ／２
２Ｂ，３８Ａ／３８Ｂ及び４６Ａ／４６Ｂの間の角度を
なした偏心と、図６に示した蒸気流路との組み合わせに
より、トルク生成の重なり合いと、動力出力の増大とい
う結果がもたらされる。

【００６４】

【発明の効果】かくして本発明のエンジンは、クリーン
でパワフルであり、効率的で信頼できる路上車両用の原
動機を提供することが看取されよう。

【００６５】これまでの記載には多くの細目が含まれて
いるが、それらは本発明の範囲を限定するものと解釈す
べきではなく、むしろその一つの好ましい実施例の例証
であるとして捉えられるべきである。他の多くの設計変
更が可能である。

【００６６】例えば偏心子及びピストンが、容積最小の
ハウジング対の中で対をなしているピストンの一方の長
軸がＴＤＣにある場合に、他方のピストンの長軸がそれ
自体のＴＤＣに対して９０度をなすように配置される限
りにおいては、ハウジングの各対の内側の曲線の長軸を
相互に平行にではなく、回転させることが可能である。

【００６７】図７を参照すると、回転の正確な方向を確
実にするという角度８２が果たす機能は、第二角度８４
又は角度８２と８４の組み合わせにより果たすことが可
能である。第二角度８４は、吸入ポート２６における吸
入弁の開放を開始させるために用いられる。角度８４
は、二つの面８０と８６との間の角度である。

【００６８】上死点基準面７８は、ＴＤＣにあるロータ
リーピストン２２の長軸及びロータリーピストン２２の
回転軸によって規定される。

【００６９】もう一つの平面８０は、角度８４及びロー
タリーピストン２２の長軸及び回転軸の別の位置によっ
て規定されている。

【００７０】吸入ポート２６はより小さな容積のキャビ
ティに配置され、ハウジング２４と面８０との交叉点に
隣接している。排出ポート２８は平面８０の反対側にあ
り、ハウジング２４と平面８０とのもう一つの交叉点に
隣接している。

【００７１】角度８２及び８４は何れかがゼロに等しい
ような非常に小さな角度であることができ、回転の正確
な方向は任意のものであるがこのエンジンの特定の実施
例の設計に応じて固定されるものであることが理解され
よう。

【００７２】第一角度８２は極小から、１／２πラジア
ン即ち９０度から、弁５８，６０及び６２の開放、滞留
及びその後の閉鎖の時間の合計、即ちこれらの事象の間
にロータリーピストン２２が移動する角度に、ロータリ
ーピストン２２の頂点が排出ポート２８の両端の間を移
動する際にロータリーピストン２２が移動する角度を足
した角度を引いたものまでの値を有する。第一角度８２
は好ましくはできる限り小さくして非作動容積、即ち弁
５８，６０及び６２が最初に開放した場合にハウジング
２４とロータリーピストン２２の間に存在するより小さ
なキャビティの容積を最小限とし、また膨張比、即ちロ
ータリーピストン２２の頂点が排出ポート２８に丁度入
るに際してのハウジング２４とロータリーピストン２２
の間に存在するより大きなキャビティの容積の、弁５
８，６０及び６２が最初に開放した場合にハウジング２
４とロータリーピストン２２の間に存在するより小さな
キャビティの容積に対する比を最大限とするが、しかし
回転が正確な方向において生ずることを確実にするには
十分に大きなものである。図１に矢印により示した正確
な回転方向が幾何学的に完全な機構でもって生ずること
を確実にするために、極小の角度が必要とされるという
ことは勿論であるが、機構の構成上の実際に対処し、機
構の設計寿命の間に生ずる摩耗を許容するために、現実
の機構では幾らかの小さな角度的な設計上の増分が必要
とされる。本明細書に記載した現在好ましい実施例で
は、ロータリーピストン２２の角度位置は絶対回転エン
コーダー７４の出力から導かれるものであるから、極小
角度に対して付加される小さな角度的な設計上増分は、
エンコーダー７４の角度的不確実さに対する許容、出力
シャフト２０とハウジング２４の間及び出力シャフト２
０とロータリーピストン２２の間のベアリングのクリア
ランス、整相ギアのバックラッシュ、機構の設計寿命に
ついて予想されるこれらの全てについての摩耗に基づく
変化を含むものである。この現在好ましい実施例に従っ
て構成される実際的な機構についての設計上の増分は、
１／１０ラジアン即ち６度である。第一角度８２の機能
は第二角度８４によって、或いは第一角度８２と第二角
度８４の組み合わせによっても満たされることが理解さ
れよう。従って他方の角度が適切なものである限り、角
度８２又は８４の一方はゼロであることができる。

【００７３】各々の弁の動作は、弁がどこまで開放した
か即ち質量流量と、弁がどの位の長さの間開放したか即
ち遮断という二つの変数により分析することができる。
これら二つの変数は作用の項で先に説明したようにして
一つの弁でもって、又は二つの別個の弁でもって制御す
ることができる。質量流量は、在来の可変オリフィス弁
により制御することができる。この弁の応答時間は決定
的ではない。遮断又は滞留は、高速ソレノイドにより駆
動される単純な開放弁又は閉鎖弁により制御することが
できる。高速のソレノイド駆動弁は、このエンジンと在
来の自己推進型車両の駆動輪の間がダイレクトドライブ
のものについて高速度を可能にする弁開放又は閉鎖速度
のものを入手することができ、前進及び後退用のギアを
除いては伝達機構の必要性を回避しうる。

【００７４】遮断レバーの機能の制御の一部又は全部
は、在来の自動変速装置の機構又はサーボ機構のような
ものによっても営むことが可能である。

【００７５】本発明のエンジンは自己推進型の路上車両
において用いるのに特に良好に適しているが、他の車両
及び車両以外の用途に用いるについても同様の利点を有
している。例えばコンプレッサーの駆動のような、使役
が間欠的であり負荷が固定した用途においては、本発明
のエンジンを単一のピストンでもって、機械的駆動弁、
フライホイール及び自動始動装置を備えて用いれば、自
動始動ではなく連続的なトルクを生成しないという点を
除けば、本発明のエンジンの利点の全てを享受すること
ができる。

【００７６】従って本発明の範囲は図示し記述した実施
例によって決定されるべきではなく、請求の範囲及びそ
れらの法的均等物によって定められるべきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一対のハウジング及び一対のロータリーピスト
ンを有するロータリーピストン流体装置の展開図であ
る。

【図２】吸入ポート及び排出ポートの位置、並びにロー
タリーピストン及び出力シャフトの正確な回転方向を示
す、図１の２−２線に沿って取ったハウジング中のロー
タリーピストンの断面図である。

【図３】単一の出力シャフト上に三対のハウジングを有
するロータリーピストン流体装置の斜視図である。

【図４】吸入ポート及び排出ポートに対するロータリー
ピストンの一つの位置を示す、図３の４−４線に沿って
取ったハウジングの断面図である。

【図５】図４と同様の特徴、及び図４のハウジングの排
出ポートに対する図示のハウジングの吸入ポートの整列
を示す、図４のハウジングに隣接するハウジングの図３
の５−５線に沿って取った断面図である。

【図６】タンクから弁を介してハウジングの最初の一対
と一体の燃焼チャンバ中への水素、酸素及び水の流れ、
並びにロータリーピストン流体装置を通しての流れの順
序を示す、エンジンの流れ図である。

【図７】吸入ポート及び排出ポートの位置の幾何図形を
示す、図１の２−２線に沿って取ったハウジング中のロ
ータリーピストンの断面図である。

【符号の説明】

２０出力シャフト２２ロータリーピストン２４ハウジング２６ハウジング２４を通る吸入ポート２８ハウジング２４を通る排出ポート３０最小容積のキャビティ３２最大容積のキャビティ３４端壁３６隔壁３８ロータリーピストン２２より厚いロータリーピス
トン４０ハウジング２４より厚いハウジング４２ハウジング４０を通る吸入ポート４４ハウジング４０を通る排出ポート４６ロータリーピストン３８より厚いロータリーピス
トン４８ハウジング４０より厚いハウジング５０ハウジング４８を通る吸入ポート５２ハウジング４８を通る排出ポート５４燃焼チャンバ５６点火装置５８水素燃料弁６０酸素弁６２水弁６４水ポンプ６６水貯蔵タンク６８酸素貯蔵タンク７０水素燃料貯蔵タンク７２エンジン制御コンピューター７４絶対回転エンコーダー７６オペレータ入力制御７８上死点基準面８０平面８２第一角度８４第二角度８６弁が開放可能とされた場合のピストンの長軸位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 21/02 ３０１ＲＦ２３Ｒ 3/00 Ａ 7604−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）一対の実質的に同一の固定ハウジン
グと、（ｂ）前記ハウジング内にその頂点で摺動可能に
受容されている一対の実質的に同一な２側面ロータリー
ピストンと、（ｃ）前記ハウジングの各々の内側に二つ
の可変容積のキャビティが形成されるように前記ピスト
ンの一つをそれぞれに回転可能に受容している二つの偏
心子を有し、前記ピストンに対して２対１の回転速度比
を持つと共に単一且つ任意の正確な回転方向を有する、
前記ハウジングにより回転可能に支持された出力シャフ
トと、（ｄ）前記ピストンの一方の長軸即ち前記頂点に
より画定される直線がそのハウジングに関して上死点位
置にあって前記二つのキャビティのそれぞれが最小容積
及び最大容積となる場合に、前記ピストンの他方がそれ
自体のハウジングにおけるそれ自体の上死点に関して１
／２πラジアン即ち９０度をなす長軸を有するように、
前記ハウジング、ピストン及び偏心子が相互に相対的に
位置決めされており、（ｅ）前記ハウジングの各々にあ
る吸入ポート及び排出ポートであって、前記吸入ポート
が前記最小容積のキャビティへと開口し且つある平面の
片側に配置されてその平面と前記ハウジングの内側との
交叉点に隣接しており、前記排出ポートが前記平面の反
対側にあって前記平面と前記内側との別の交叉点に隣接
しており、前記平面が前記ハウジング内に収容された前
記ピストンの長軸と前記ピストンの回転軸により定まる
一つの位置により画定され、前記平面が前記上死点位置
にあるピストンの長軸及び回転軸により定まる基準面か
ら前記正確な回転方向へと第一角度だけ回転されてお
り、前記正確な回転方向が前記ピストンの長軸が前記第
一角度にある場合に前記頂点が隣接する前記ポートから
遠ざかるように移動する方向であり、（ｆ）前記排出ポ
ートにおける圧力よりも高圧の作動流体のための前記ハ
ウジングの各々に対する別個の供給弁手段と、前記弁手
段が開放時間と閉鎖時間の合計を有し、この合計に前記
排出ポートを前記頂点が通過する時間と前記第一角度及
び第二角度を加えたものが１／２ πラジアン即ち９０
度の角度を通って前記ピストンが回転する時間よりも少
ないか又は等しく、（ｇ）前記ピストンの回転位置を検
出し前記ピストンの長軸が前記平面を越えて前記第一角
度だけ回転した場合に前記弁手段を開放するエンジン制
御手段と、前記第一角度と第二角度の合計が前記吸入ポ
ートからの作動流体の前記ピストンに対する圧力が前記
正確な回転方向における前記シャフト上へのトルクをも
たらすと共に前記頂点の一つが前記排出ポートに入る前
に前記弁手段を閉鎖するのを確実ならしめるのに必要な
よりも大きくないことからなる、エンジン。
【請求項２】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節す
べく前記エンジン制御手段に対する入力手段をさらに含
み、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実在及び
これらの組み合わせからなる群から選択されたオペレー
タにより作動可能である、請求項１のエンジン。
【請求項３】（ａ）前記ハウジングが多数対あり、前記
ピストンが多数対あり、各々のハウジング対は実質的に
同一の断面積を有し且つ他の対に対して段階的な内部容
積を有し、前記段階的容積が段階的厚みにより達成され
ており、（ｂ）前記ハウジング対のうち最小容積のもの
が前記シャフトの中央近傍に配置され、次に容積の大き
な対をなすハウジングの各々が前記シャフトの端部に向
けて離れて配置され、その一方は前記シャフトの一端に
向かって離され他方は前記シャフトの他端に向かって離
されており、後続するより大きな容積の対が同様に配置
されており、（ｃ）より大きな容積の対の各々が隣接す
るより小さな容積の対に対して、隣接するより大きな容
積の対の吸入ポートがより小さな容積の対の排出ポート
に隣接するように回転されており、前記隣接する吸入ポ
ート及び排出ポートは相互に接続されており、（ｄ）前
記より小さな容積の対の前記ピストンの頂点が前記排出
ポートに入ろうとした場合に前記隣接するより大きな容
積の対のピストンの頂点が前記吸入ポートの通過を完了
しているように、前記シャフトの偏心子が相互に角度的
に方向付けられていることをさらに含む、請求項１のエ
ンジン。
【請求項４】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節す
べく前記エンジン制御手段に対する入力手段がさらに付
加され、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実在
及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたオペ
レータにより作動可能である、請求項３のエンジン。
【請求項５】（ａ）一対の実質的に同一の固定ハウジン
グと、（ｂ）前記ハウジング内にその頂点で摺動可能に
受容されている一対の実質的に同一な２側面ロータリー
ピストンと、（ｃ）前記ハウジングの各々の内側に二つ
の可変容積のキャビティが形成されるように前記ピスト
ンの一つをそれぞれに回転可能に受容している二つの偏
心子を有し、前記ピストンに対して２対１の回転速度比
を持つと共に単一且つ任意の正確な回転方向を有する、
前記ハウジングにより回転可能に支持された出力シャフ
トと、（ｄ）前記ピストンの一方の長軸即ち前記頂点に
より画定される直線がそのハウジングに関して上死点位
置にあって前記二つのキャビティのそれぞれが最小容積
及び最大容積となる場合に、前記ピストンの他方がそれ
自体のハウジングにおけるそれ自体の上死点に関して１
／２πラジアン即ち９０度をなす長軸を有するように、
前記ハウジング、ピストン及び偏心子が相互に相対的に
位置決めされており、（ｅ）前記ハウジングの各々にあ
る吸入ポート及び排出ポートであって、前記吸入ポート
が前記最小容積のキャビティへと開口し且つある平面の
片側に配置されてその平面と前記ハウジングの内側との
交叉点に隣接しており、前記排出ポートが前記平面の反
対側にあって前記平面と前記内側との別の交叉点に隣接
しており、前記平面が前記ハウジング内に収容された前
記ピストンの長軸と前記ピストンの回転軸により定まる
一つの位置により画定され、前記平面が前記上死点位置
にあるピストンの長軸及び回転軸により定まる基準面か
ら前記正確な回転方向へと第一角度だけ回転されてお
り、前記正確な回転方向が前記ピストンの長軸が前記第
一角度にある場合に前記頂点が隣接する前記ポートから
遠ざかるように移動する方向であり、（ｆ）点火手段
と、燃料及び酸化剤用の入口を有し、前記吸入ポートの
各々にある燃焼チャンバと、（ｈ）前記燃焼チャンバの
各々に対する燃料及び酸化剤の各々のための別個の弁手
段と、前記弁手段が開放時間と閉鎖時間の合計を有し、
この合計に前記排出ポートを前記頂点が通過する時間と
前記第一角度及び第二角度を加えたものが１／２ πラ
ジアン即ち９０度の角度を通って前記ピストンが回転す
る時間よりも少ないか又は等しく、（ｇ）前記ピストン
の回転位置を検出し前記ピストンの長軸が前記平面を越
えて前記第二角度だけ回転した場合に前記弁手段を開放
するエンジン制御手段と、前記第一角度と第二角度の合
計が前記吸入ポートからの燃焼生成物の前記ピストンに
対する圧力が前記正確な回転方向における前記シャフト
上へのトルクをもたらすと共に前記頂点の一つが前記排
出ポートに入る前に燃焼が完了するのに合わせて前記弁
手段を閉鎖するのを確実ならしめるのに必要なよりも大
きくないことからなる、エンジン。
【請求項６】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節す
べく前記エンジン制御手段に対する入力手段をさらに含
み、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実在及び
これらの組み合わせからなる群から選択されたオペレー
タにより作動可能である、請求項５のエンジン。
【請求項７】前記燃料及び酸化剤用の弁手段の相対質
量流量を調節すべく前記エンジン制御手段に対する入力
手段をさらに含み、前記入力手段が機構、サーボ機構、
感覚的実在及びこれらの組み合わせからなる群から選択
されたオペレータにより作動可能である、請求項５のエ
ンジン。
【請求項８】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節す
べく前記エンジン制御手段に対する入力手段をさらに含
み、前記入力手段が記憶された制御プログラム、感覚的
実在及びこれらの組み合わせからなる群から選択された
オペレータにより作動可能である、請求項７のエンジ
ン。
【請求項９】（ａ）前記ハウジングが多数対あり、前記
ピストンが多数対あり、各々のハウジング対は実質的に
同一の断面積を有し且つ他の対に対して段階的な内部容
積を有し、前記段階的容積が段階的厚みにより達成され
ており、（ｂ）前記ハウジング対のうち最小容積のもの
が前記シャフトの中央近傍に配置され、次に容積の大き
な対をなすハウジングの各々が前記シャフトの端部に向
けて離れて配置され、その一方は前記シャフトの一端に
向かって離され他方は前記シャフトの他端に向かって離
されており、後続するより大きな容積の対が同様に配置
されており、（ｃ）より大きな容積の対の各々が隣接す
るより小さな容積の対に対して、隣接するより大きな容
積の対の吸入ポートがより小さな容積の対の排出ポート
に隣接するように回転されており、前記隣接する吸入ポ
ート及び排出ポートは相互に接続されており、（ｄ）前
記より小さな容積の対の前記ピストンの頂点が前記排出
ポートに入ろうとした場合に前記隣接するより大きな容
積の対のピストンの頂点が前記吸入ポートの通過を完了
しているように、前記シャフトの偏心子が相互に角度的
に方向付けられていることをさらに含む、請求項５のエ
ンジン。
【請求項１０】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節
すべく前記エンジン制御手段に対する入力手段がさらに
付加され、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実
在及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたオ
ペレータにより作動可能である、請求項９のエンジン。
【請求項１１】前記燃料及び酸化剤用の弁手段の相対
質量流量を調節すべく前記エンジン制御手段に対する入
力手段をさらに含み、前記入力手段が機構、サーボ機
構、感覚的実在及びこれらの組み合わせからなる群から
選択されたオペレータにより作動可能である、請求項９
のエンジン。
【請求項１２】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節
すべく前記エンジン制御手段に対する入力手段をさらに
含み、前記入力手段が記憶された制御プログラム、感覚
的実在及びこれらの組み合わせからなる群から選択され
たオペレータにより作動可能である、請求項１１のエン
ジン。
【請求項１３】前記燃焼チャンバ内へと与圧液体を注
入する手段のための弁手段をさらに含む、請求項５のエ
ンジン。
【請求項１４】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節
すべく前記エンジン制御手段に対する入力手段がさらに
付加され、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実
在及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたオ
ペレータにより作動可能である、請求項１３のエンジ
ン。
【請求項１５】前記燃料、酸化剤及び流体用の弁手段
の相対質量流量を調節すべく前記エンジン制御手段に対
する入力手段をさらに含み、前記入力手段が機構、サー
ボ機構、感覚的実在及びこれらの組み合わせからなる群
から選択されたオペレータにより作動可能である、請求
項１３のエンジン。
【請求項１６】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節
すべく前記エンジン制御手段に対する入力手段がさらに
付加され、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実
在及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたオ
ペレータにより作動可能である、請求項１５のエンジ
ン。
【請求項１７】（ａ）前記ハウジングが多数対あり、前
記ピストンが多数対あり、各々のハウジング対は実質的
に同一の断面積を有し且つ他の対に対して段階的な内部
容積を有し、前記段階的容積が段階的厚みにより達成さ
れており、（ｂ）前記ハウジング対のうち最小容積のも
のが前記シャフトの中央近傍に配置され、次に容積の大
きな対をなすハウジングの各々が前記シャフトの端部に
向けて離れて配置され、その一方は前記シャフトの一端
に向かって離され他方は前記シャフトの他端に向かって
離されており、後続するより大きな容積の対が同様に配
置されており、（ｃ）より大きな容積の対の各々が隣接
するより小さな容積の対に対して、隣接するより大きな
容積の対の吸入ポートがより小さな容積の対の排出ポー
トに隣接するように回転されており、前記隣接する吸入
ポート及び排出ポートは相互に接続されており、（ｄ）
前記より小さな容積の対の前記ピストンの頂点が前記排
出ポートに入ろうとした場合に前記隣接するより大きな
容積の対のピストンの頂点が前記吸入ポートの通過を完
了しているように、前記シャフトの偏心子が相互に角度
的に方向付けられていることをさらに含む、請求項１３
のエンジン。
【請求項１８】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節
すべく前記エンジン制御手段に対する入力手段がさらに
付加され、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実
在及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたオ
ペレータにより作動可能である、請求項１７のエンジ
ン。
【請求項１９】前記燃料、酸化剤及び流体用の弁手段
の相対質量流量を調節すべく前記エンジン制御手段に対
する入力手段をさらに含み、前記入力手段が機構、サー
ボ機構、感覚的実在及びこれらの組み合わせからなる群
から選択されたオペレータにより作動可能である、請求
項１７のエンジン。
【請求項２０】前記弁手段の質量流量及び滞留を調節
すべく前記エンジン制御手段に対する入力手段がさらに
付加され、前記入力手段が機構、サーボ機構、感覚的実
在及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたオ
ペレータにより作動可能である、請求項１９のエンジ
ン。
【請求項２１】（ａ）一対の実質的に同一の固定ハウジ
ングと、（ｂ）前記ハウジング内にその頂点で摺動可能
に受容されている一対の実質的に同一な２側面ロータリ
ーピストンと、（ｃ）前記ハウジングにより回転可能に
支持されると共に前記ロータリーピストンの各々に駆動
可能に連結されて前記ハウジングの各々の内側に二つの
可変容積キャビティを形成する出力シャフトと、前記ロ
ータリーピストンが単一且つ任意の正確な回転方向を有
し、（ｄ）前記ロータリーピストンの一方の長軸即ち前
記頂点により画定される直線がそのハウジングに関して
上死点位置にあって前記二つの可変容積キャビティが最
小容積及び最大容積となる場合に、前記ロータリーピス
トンの他方がそれ自体のハウジングにおけるそれ自体の
上死点に関して１／２πラジアン即ち９０度に等しいか
又はより小さい選択された角度をなす長軸を有するよう
に、前記ハウジング及びロータリーピストンが相互に相
対的に位置決めされており、（ｅ）前記ハウジングの各
々にある吸入ポート及び排出ポートであって、前記吸入
ポートが前記最小容積のキャビティへと開口し且つある
平面の片側に配置されてその平面と前記ハウジングの内
側との交叉点に隣接しており、前記排出ポートが前記平
面の反対側にあって前記平面と前記ハウジングの内側と
の別の交叉点に隣接しており、前記平面が前記ハウジン
グ内に収容された前記ロータリーピストンの長軸と前記
ロータリーピストンの回転軸により定まる一つの位置に
より画定され、前記平面が前記上死点位置にあるロータ
リーピストンの長軸及びロータリーピストン回転軸によ
り定まる基準面から前記正確な回転方向へと第一角度だ
け回転されており、前記正確な回転方向が前記ピストン
の長軸が前記第一角度にある場合に前記頂点が前記吸入
ポート及び前記排出ポートに対する隣接から遠ざかるよ
うに移動する方向であり、（ｆ）前記排出ポートにおけ
る圧力よりも高圧の作動流体のための前記吸入ポートの
各々に対する別個の供給弁手段と、前記弁手段が開放時
間と閉鎖時間の合計を有し、この合計に前記排出ポート
を前記頂点が通過する時間と前記第一角度及び第二角度
を加えたものが、いかなる場合でも前記ロータリーピス
トンの長軸が通過する角度として時間を定義した場合に
前記選択した角度よりも少ないか又は等しく、（ｇ）前
記ロータリーピストンの長軸の各々の角度を前記平面に
対して検出し、前記ロータリーピストンの長軸が前記平
面を越えて前記第二角度だけ回転した場合に前記弁手段
を開放するエンジン制御手段と、前記第一角度と第二角
度の合計がゼロより大きく且つ前記選択した角度から前
記弁手段の開放及び前記弁手段の閉鎖並びに前記頂点に
よる前記排出ポートの通過の時間の合計を引いたものよ
り小さく、前記エンジン制御手段が前記頂点の何れかが
前記排出ポートに入る前に前記弁手段を閉鎖することか
らなる、エンジン。
【請求項２２】（ａ）前記ハウジングが多数対あり、前
記ロータリーピストンが多数対あり、各々のハウジング
対は実質的に同一の断面積を有し且つ他のハウジング対
に対して段階的な内部容積を有し、前記段階的容積が段
階的厚みにより達成されており、（ｂ）前記ハウジング
対のうち最小容積のものが前記出力シャフトの中央近傍
に配置され、次に容積の大きなハウジング対をなすハウ
ジングの各々が前記出力シャフトの端部に向けて離れて
配置され、ハウジング対の一方は前記出力シャフトの一
端に向かって離されハウジング対の他方は前記出力シャ
フトの他端に向かって離されており、後続するより大き
な容積のハウジング対が同様に配置されており、（ｃ）
より大きな容積のハウジング対の各々が隣接するより小
さな容積の対に対して、隣接するより大きな容積のハウ
ジング対の吸入ポートが隣接するより小さな容積のハウ
ジング対の排出ポートに隣接するように回転されてお
り、前記排出ポートの各々は隣接する前記吸入ポートに
流体的に接続されており、（ｄ）前記隣接するより小さ
な容積のハウジング対の前記ピストンの頂点が前記排出
ポートに入る場合に前記隣接するより大きな容積のハウ
ジング対のロータリーピストンの頂点が前記吸入ポート
の通過を完了しているように、前記ロータリーピストン
の対が相互に角度的に方向付けられていることをさらに
含む、請求項２１のエンジン。
【請求項２３】（ａ）一対の実質的に同一の固定ハウジ
ングと、（ｂ）前記ハウジング内にその頂点で摺動可能
に受容されている一対の実質的に同一な２側面ロータリ
ーピストンと、（ｃ）前記ハウジングにより回転可能に
支持されると共に前記ロータリーピストンの各々に駆動
可能に連結されて前記ハウジングの各々の内側に二つの
可変容積キャビティを形成する出力シャフトと、前記ロ
ータリーピストンが単一且つ任意の正確な回転方向を有
し、（ｄ）前記ロータリーピストンの一方の長軸即ち前
記頂点により画定される直線がそのハウジングに関して
上死点位置にあって前記二つの可変容積キャビティが最
小容積及び最大容積となる場合に、前記ロータリーピス
トンの他方がそれ自体のハウジングにおけるそれ自体の
上死点に関して１／２πラジアン即ち９０度に等しいか
又はより小さい選択された角度をなす長軸を有するよう
に、前記ハウジング及びロータリーピストンが相互に相
対的に位置決めされており、（ｅ）前記ハウジングの各
々にある吸入ポート及び排出ポートであって、前記吸入
ポートが前記最小容積のキャビティへと開口し且つある
平面の片側に配置されてその平面と前記ハウジングの内
側との交叉点に隣接しており、前記排出ポートが前記平
面の反対側にあって前記平面と前記ハウジングの内側と
の別の交叉点に隣接しており、前記平面が前記ハウジン
グ内に収容された前記ロータリーピストンの長軸と前記
ロータリーピストンの回転軸により定まる一つの位置に
より画定され、前記平面が前記上死点位置にあるロータ
リーピストンの長軸及びロータリーピストン回転軸によ
り定まる基準面から前記正確な回転方向へと第一角度だ
け回転されており、前記正確な回転方向が前記ピストン
の長軸が前記第一角度にある場合に前記頂点が前記吸入
ポート及び前記排出ポートに対する隣接から遠ざかるよ
うに移動する方向であり、（ｆ）前記吸入ポートの各々
にあり、点火手段を含んでいる燃焼チャンバと、（ｇ）
燃料及び酸化剤のため前記燃焼チャンバの各々に備えら
れる別個の供給弁手段と、前記弁手段が開放時間と閉鎖
時間の合計を有し、この合計に前記排出ポートを前記頂
点が通過する時間と前記第一角度及び第二角度を加えた
ものが、いかなる場合でも前記ロータリーピストンの長
軸が通過する角度として時間を定義した場合に前記選択
した角度よりも少ないか又は等しく、（ｈ）前記ロータ
リーピストンの長軸の各々の角度を前記平面に対して検
出し、前記ロータリーピストンの長軸が前記平面を越え
て前記第二角度だけ回転した場合に前記弁手段を開放す
るエンジン制御手段と、前記第一角度と第二角度の合計
がゼロより大きく且つ前記選択した角度から前記弁手段
の開放及び前記弁手段の閉鎖並びに前記頂点による前記
排出ポートの通過の時間の合計を引いたものより小さい
ことからなる、エンジン。
【請求項２４】（ａ）前記ハウジングが多数対あり、前
記ロータリーピストンが多数対あり、各々のハウジング
対は実質的に同一の断面積を有し且つ他のハウジング対
に対して段階的な内部容積を有し、前記段階的容積が段
階的厚みにより達成されており、（ｂ）前記ハウジング
対のうち最小容積のものが前記出力シャフトの中央近傍
に配置され、次に容積の大きなハウジング対をなすハウ
ジングの各々が前記出力シャフトの端部に向けて離れて
配置され、ハウジング対の一方は前記出力シャフトの一
端に向かって離されハウジング対の他方は前記出力シャ
フトの他端に向かって離されており、後続するより大き
な容積のハウジング対が同様に配置されており、（ｃ）
より大きな容積のハウジング対の各々が隣接するより小
さな容積の対に対して、隣接するより大きな容積のハウ
ジング対の吸入ポートが隣接するより小さな容積のハウ
ジング対の排出ポートに隣接するように回転されてお
り、前記排出ポートの各々は隣接する前記吸入ポートに
流体的に接続されており、（ｄ）前記隣接するより小さ
な容積のハウジング対の前記ピストンの頂点が前記排出
ポートに入る場合に前記隣接するより大きな容積のハウ
ジング対のロータリーピストンの頂点が前記吸入ポート
の通過を完了しているように、前記ロータリーピストン
の対が相互に角度的に方向付けられていることをさらに
含む、請求項２３のエンジン。
【請求項２５】前記燃焼チャンバ内へと液体を注入す
るための液体弁手段をさらに含み、前記エンジン制御手
段が前記頂点が前記排出ポートに入る前に前記液体が完
全に蒸発しているように合わせて前記液体弁手段を閉鎖
する、請求項２３のエンジン。
【請求項２６】前記燃焼チャンバ内へと液体を注入す
るための液体弁手段をさらに含み、前記エンジン制御手
段が前記頂点が前記排出ポートに入る前に前記液体が完
全に蒸発しているように合わせて前記液体弁手段を閉鎖
する、請求項２４のエンジン。