JPS599722B2 - 圧縮機、出力機及び流体モ−タを結合して成る動力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、従来の内熱機関とこれと関連して使用され
る種々の動力系の装置等をあらたな機構に置き換えよう
とするものであって、他の同等出力のエンジンよりも小
型、軽量、かつ安価に製作することができ、又動力の伝
達媒体をガス体に転換するを以ってクラッチ機構、変速
機、プロペラシャフト、制動装置、逆転機等を一切使用
せず、極めて簡単でかつ効率の高い動力装置を提供する
ことを目的とする。

即ち、この発明の動力装置は、従来のロータリエンジン
とは異なり、空気圧縮機と出力機及び燃焼室を各別に区
分形成し、圧縮機と出力機には、中心部に回転子（ロー
タ）を設けて回転子の回転に依る圧縮機側の円筒（シリ
ンダー）内部の空間容積の変化により圧縮された空気を
燃焼室に送って燃焼させ、その燃焼ガスを出力機に送っ
てガスの膨脹圧力で出力機を回転させるようにする一方
、出力機内の高圧ガスの大部分をガスタンクに供給し、
残余の比較的小量のガスのみを出力機に作用して回転力
を発生させ、更に出力機の回転力は作動軸上の空気圧縮
機の回転子を回転させて、圧縮機に吸引された空気を燃
焼室に圧送することに使用し、かつ圧縮機の空気吸引量
を任意に調節可能となし、出力機からは燃焼室より送ら
れた高い圧力ガスをガスタンクに送給することができる
ようになっている。

この装置においては、圧縮機より燃焼室に送られた空気
は密閉された状態で燃焼し、燃焼が終えた後バルブをあ
ければ出力機側に送られる。

この時の燃焼範囲、つまり燃焼室の大きさは出力機又は
圧縮機の周方向に沿って１００°ないし１８０°の角度
範囲に設定することができる。

又、このエンジンの毎回転当りの爆発回数は上記角度範
囲を比較的大きくとって燃焼室の形状及び各種のバルブ
タイミングを工夫すれば、複数回実現することができる
。

一般的に、デーゼル機関等は燃焼室で爆発が生じた場合
、その高い爆発圧力にて機関全体を堅固にすべきを要す
るが、この発明の装置は出力機ないしは圧縮機のみを回
転に耐える程度の強度にすれば足るので従来の機関より
弱い構造で為されるし、その重量を同じ出力機関に比し
て数分の一に縮小することが出来る。

しかも燃焼室が、回転部分と分離された状態であるので
、燃焼室の爆発圧力が燃焼室のみに限られ、圧縮機が、
出力機に直接及ばない。

特にこの動力装置の構造的特徴の為、製作が容易でかつ
機械効率、重量効率、容積効率の高い利点を有している
。

尚、この発明の流体モータは従来のものとその構造が全
く異なる。

即ち、軸が固定され、ケースが回転する構造であって、
斯様な構造によると、部品相互間の磨擦を減らし、高い
回転力を得ることが可能である。

この発明を添付図面に従い詳説すれば次の通りである。

図中、第１図は下段にある圧縮機Ｖの断面を示している
。

この例では、空気吸入口１ａと圧縮比調節バルブ１ｂと
１ｂ’が圧縮機側シリンダ１の円周部に形成されている
。

第２図は亦上段に位置する出力機Ｕの断面を示す。

図示する出力機側シリンダ２の周囲には高圧ガス誘導バ
ルブ２ａとガス排気口２ｂが設けられており、２つのシ
リンダ１と２は、同じ中心点を通過する同一の作動軸Ｐ
に結合され、回転桿３と３′が、相互に１８０°の角度
差を設けて作動軸Ｐに固定され、シリンダ１と２の内部
において同じ方向に夫々回転する。

この２つのシリンダ１と２内には、シリンダー中心点〔
前記作動軸Ｐの中心点〕に対する偏心点Ｏを中心にして
回転する出力機側ロータ４′と圧縮機側ロータ４が、各
別に設けられており、２つの回転羽根、即ちブレード部
材３ａ，３ａ’がシリンダ側のヒンジピン３ｃｔ３ｃ’
と回転桿３ｂ，３ｂ’とによって各別に連っているが、
両者は位置関係からすると互いに逆方向を向くように連
結されている。

従がって、作動軸Ｐをイ矢印方向に動かせば、圧縮機■
に関しては圧縮室Ｗの空気が圧縮されることになり圧縮
された空気は吸引バルブ５ａを通り、適宜の管状部材に
よって形成した流通路２０の途中にあるある燃焼室５の
空間に全部入る。

この時５ｃより燃料を噴射すれば爆発的燃焼をなし、こ
の高圧ガスは排出バルブ５ｂを通じて出力機内のガス膨
脹室Ｚ側に流出され、次いで膨脹室Ｚ内にある大部分の
高圧ガスは高圧ガス誘導バルブ２ａの出口Ｈを通じてガ
ス貯蔵タンク７に流入されるが、逆流はされない。

その際、高圧ガス誘導バルブ２ａは要求する圧力のガス
のみをたとえば、バルブ２ａのタイミング調整により選
択してタンク側に流入されるように働き、残余ガスは出
力機Ｕの回転羽３ａ’に作用して回転桿３′を回転させ
る一方、圧縮機の空間Ｗ内の空気を圧縮する動力を提供
する。

この実施例では、圧縮機■の吸入容積は固定されている
が、圧縮機調節バルブ１ｂと１ｂ’の作用で以って燃焼
室に圧縮される空気量は調節可能になっている。

即、要求する量以外の空気はバルブ１ｂと１ ｂ’を通
じて外部に放出され、燃焼室内の圧縮比を広範囲的に調
節されることになる。

又出力を高める為に回転桿３，３′を各々２つづつ設置
する場合、２つの回転桿中１つは作動軸Ｐ上に固定せず
自由自在にその軸周囲を回るようにし（第７図）、発生
した回転力を円筒４，４′に夫夫与え、間接的に作動軸
Ｐに伝達可能となす。

第４図と第５図は空気モータの断面を示す。

そして、第６図には流体モータのバルブ軸Ｅの外観図を
示す。

この軸は第４図に示された外部円筒１１と内部のバルブ
円筒９の接触状態で作用するがその軸自体は固定されて
、回転しない。

只外部円筒１１はＴ点を中心として回転するし、バルブ
円筒９はＱ点を中心として回転するようになっていて、
点Ｑは点Ｔに対して偏心している。

連結桿Ｆは外部円筒１１の空間Ｓと空間Ｊを隔離させ乍
ら円筒９を連結して回転の際円筒１１及び円筒９と同じ
方向に動く、バルブ軸Ｅは第６図に示された斜視図の如
く、左端支軸１４と右端支軸１５の内部にパイプのよう
になされた夫々穴Ｍ’，Ｋ’と通じており、バルブ溝８
ａ ｔ ８ ｂが、偏心点Ｑを中心とした円周外部に
設置されている。

又、バルブ円筒９にはバルブ溝８ａと８ｂに一致される
ように穴Ｃと穴Ｄを設けてある。

高圧ガスをバルブ軸Ｅに設けられている右端支軸１５の
入口Ｋ側に流入させたならば、そのガスは穴Ｋ′を経て
バルブ溝８ｂに到達し、バルブ円筒９に設けられた穴Ｃ
側に出て連結桿Ｆを押して円筒１１とバルブ円筒９をＬ
方向に回転させる。

この時空間Ｊ内の空気は穴Ｄを通じてバルブ溝８ａを経
て軸左端入口Ｍ側に出て外部に放出される（第４図）。

これと反対に高圧ガスをＭ側に流入させれば、そのガス
はバルブ溝８ａと穴Ｄを経て空間Ｊより連結桿Ｆを押し
円筒１１と円筒９をＲ方向に回転させるように作用する
。

この場合空間Ｓ内の空気は穴Ｃとバルブ溝８ｂを経て軸
右端入口Ｋ側に出て外部に放出される（第５図）。

この発明の流体モータにおいては、毎回転時連結桿Ｆに
より連結された円筒１１と９は比較的大なる容積変化を
起こすが、それらの動作間隔は一般のピストン機関か、
又は他のロータリ機関に比して相対的に挾く、かつ磨擦
部分も甚だ少ない。

従がって、気密維持と磨耗面から見て有利な長点を有す
るを以って寿命の延長をなし、構造が簡単で製作が容易
であるとともに安価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの発明による圧縮機及び出力機を
それぞれ示す断面図、第３図はこの発明によるガスタン
クを示す斜視図、第４図及び第５図はこの発明による流
体モータの異なった動作状態を示す断面図、第６図は前
記モータのバルブ軸を示す斜視図、第Ｔ図は前記圧縮機
及び出力機の一部を変更して全体的に示す斜視図、第８
図は前記モータの内部構造を示す斜視図である。 １・・・・・・圧縮機側シリンダ、１ａ・・・・・・空
気吸入口、２・・・・・・出力機側シリンダ、２ｃ・・
・・・・ガス導出口、３・・・・・・圧縮機側回転桿、
３′−・・・・・出力機側回転桿、３ａ・・・・・・圧
縮機側ブレード部材、３ａ′・・・・・・出力機側ブレ
ード部材、４・・・・・・圧縮機側ロータ、４′・・・
・・・出力機側ロータ、４ａ，４ａ’・・・・・・弧状
凹部、５・・・・・・燃焼室、５ａ，５ｂ・・・・・・
バルブ、１０・・・・・・流体モータ、Ｐ・・・・・・
作動軸、０・・・・・・偏心軸線、Ｗ・・・・・・圧縮
室、Ｚ・・・・・・ガス膨張室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上段と下段に出力機側シリンダ２と圧縮機側シリン
   ダ１とをその間を仕切った状態で同軸的に結合し、それ
   らのシリンダの中心部において回転する作動軸Ｐに対し
   、出力側シリンダ２内において、その内周面に外端部を
   摺接した状態で回転することが可能な出力側回転桿３′
   と、圧縮機側シリンダ１内において、その内周面に外端
   部を摺接した状態で回転することが可能な圧縮機側回転
   桿３とを互いに逆方向を向くような位置関係で固定し、
   前記出力機側シリンダ２と圧縮機側シリンダ１とに前記
   作動軸Ｐに対する偏心軸線０を中心にして回転する出力
   機側ロータ４′と圧縮機側ロータ４とを各別に内設し、
   前記圧縮機側シリンダ１に対して空気吸入口１ａを形成
   するとともに、前記出力機側シリンダ２に対してガス排
   気口２ｂを形成し、それらのロータ４，４′の外周部分
   に弧状凹部４ａ，４ ａ／をそれぞれ形成し、対応する
   出力機側回転桿３′の側面部分と弧状凹部４ａ’の一方
   の端部との間及び、圧縮機側回転桿３の側面部分と弧状
   凹部４ａの一方の端部との間に出力機側ブレード部材３
   ａ′及び、圧縮機側ブレード部材３ａをそれぞれピン等
   によって連結し、出力機側シリンダ２及び圧縮機側シリ
   ンダ１の外側において、圧縮機側シリンダ１を出力機側
   シリンダ２に対して連通している流通路２０の途中に出
   力機側シリンダ２の外周に沿ってのびる燃焼室５を形成
   し、この燃焼室の一端を圧縮機側シリンダ１内の圧縮室
   Ｗにバルブ５ａを介して連通し、かつその他端を出力機
   側シリンダのガス膨張室Ｚにバルブ５ｂを介して連通し
   、前記膨張室Ｚの下流側近傍位置において出力機側シリ
   ンダ２にガス導出口２ｃを設け、このガス導出口から取
   り出した圧力ガスによって駆動輪ないしは駆動軸を駆動
   するための流体モータ１０を作動することができるよう
   に、前記ガス導出口２ｃと前記モータ１０のガス導入口
   とを接続した構成を特徴とする圧縮機、出力機及び流体
   モータを結合して成る動力装置。