JP5019246B2

JP5019246B2 - 定積循環再燃ロータリーエンジン

Info

Publication number: JP5019246B2
Application number: JP2008256845A
Authority: JP
Inventors: 文夫上田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-09-02
Also published as: JP2010059951A

Description

本発明は、ロータリーエンジンに関する利用分野である。

従来のエンジン技術において、円回転するローターのロータリーエンジンエンジンはなかった。

従来のエンジン技術は、燃焼室容積変化による混合気の吸入・圧縮点火、点火による燃焼ガスの爆発膨張・排気の行程を通じて出力軸を回し回転力の出力を行うものであった。

レシプロエンジンはピストンの往復運動、ロータリーエンジンは三角型ローターの繭型楕円を描く偏心遊星回転運動により前記行程を行うものであった。

前記いずれの場合のエンジン技術においても燃焼室容積変化による混合気の吸入・圧縮点火、点火による燃焼ガスの爆発膨張・排気の行程が必要で、単なる円回転をするローターで燃焼室容積変化のないローターの回転により混合気の吸入・圧縮点火、点火による燃焼ガスの爆発膨張・排気の行程ができないロータリーエンジンの実現はなかった。

単なる円回転をするローターの回転によるロータリーエンジンの実現である。

この発明では上記課題を解決するため、単なる円回転をするローターではできない従来エンジンの混合気の吸入・圧縮点火、点火による燃焼ガスの爆発膨張・排気の行程について、

外部空気圧縮ポンプあるいはその他の空気圧縮装置と燃料噴射により混合気を燃焼室内に噴射する方法をとり、

ローターの回転に伴う排気行程において排気されずにまたは排気量調整によりローター側燃焼室に循環残存する高温燃焼ガス熱を利用し、循環残存する高温燃焼ガスに外部空気圧縮ポンプと燃料噴射により混合気を噴射し、燃焼室内で新しく噴射された混合気に残存高温燃焼ガスにより着火燃焼させる方法をとった。

このような前記二方法を考慮することにより燃焼室内に充填する混合気を燃焼爆発させることが可能になり、この爆発力を利用しハウジングとローターを反発させローター軸を中心に同心円上にローターを回転させ圧縮行程のないローターのロータリーエンジンを実現する事ができた。

さらに、前記爆発力を利用しハウジングとローターを反発させるためにハウジングとローターに燃焼室を設け、回転側のローターを回転させるために、ハウジング側燃焼室をローターの回転方向と逆に深底状に窪め、ローター側燃焼室をローターの回転方向に窪め前記混合ガスを充填燃焼爆発させハウジングとローターの反発によりローターを回転させた。

この発明の効果は、ロータリーエンジンのローター回転がローター軸を中心に円運動を行い、抵抗と振動が少なくローターの高回転・高出力化ができる。

構造が簡単であり従来のエンジンに比べ製造のコストダウンが計れる。

燃焼ガスの排気圧を回転力につなげるので回転力の向上と燃料の節約ができることである。

このロータリーエンジンについて発明を実施するための最良の形態として図面に従い説明すると次の通りである。

ハウジング（２・３）とローター軸（１）およびローター（１１）で構成され、ハウジングの中にローター軸を中心に回転するローターを設け、さらにハウジング側にハウジング側燃焼室（１５）を、ローター側にローター側燃焼室（１２）を設けた構造とし、ローターの回転に伴い前記両燃焼室（１２・１５）が重なるとき、両燃焼室内混合気の燃焼爆発により両燃焼室を反発させ、回転側のローターを回転させるロータリーエンジンであって、
ローター（１１）の回転に伴う排気行程において排気されずにまたは排気量調整によりローター側燃焼室（１２）に循環残存する高温燃焼ガス熱を利用し、循環残存する高温燃焼ガスに外部空気圧縮ポンプ（５〜１０）あるいはその他の空気圧縮装置と燃料噴射により混合気を噴射し、燃焼室内で新しく噴射された混合気に残存高温燃焼ガスにより着火燃焼させることを特徴とする方法をとり請求項１の内容とした。

前記請求項１の内容記載の方法において、ローターの回転方向と逆に深底に窪めたハウジング側燃焼室（１５）と、ローターの回転方向に窪めたローター側燃焼室（１２）により、ローターの回転に伴い前記両燃焼室（１２・１５）が重なるとき、両燃焼室内混合気の燃焼爆発により両燃焼室を反発させ、回転側のローターを回転させることを特徴とする方法をとり請求項２の内容とした。

前記請求項１の内容記載の方法において、残存高温燃焼ガス不足のとき、燃焼室内混合気の燃焼爆発を行わせるために、高温ローター壁に空気・燃料または混合気を噴射し、燃焼室内（１２）に充填された混合気を高温ローター壁温により着火燃焼させることを特徴とする方法をとり請求項３の内容とした。

前記請求項１の内容記載の方法において、ローター（１１）の回転の初期またはローター側燃焼室（１２）に残存する高温燃焼ガス不足の場合に、混合気に着火する方法としてヒーターを設け補助的に混合気に着火することを特徴とする方法をとり請求項４の内容とした。

前記請求項１の内容記載の方法において、ハウジング（２・３）側に設けられた空気燃料圧送管から直接、ローター側燃焼室（１２）に空気・燃料または混合気を噴射する方法を特徴とすることを特徴とする方法をとり請求項５の内容とした。

前記請求項１の内容記載の方法において、燃焼室内（１２）に充填する混合気を燃焼爆発させ、この爆発力を利用しハウジング（２・３）とローター（１１）を反発させローター軸（１）を中心に同心円上にローターを回転させることを特徴とする圧縮行程のないロータリーエンジンの作動方法であり請求項６の内容とした。

本発明におけるロータリーエンジンは従来のエンジンに比べ装置構成が簡素でローターの高回転・高出力化ができ、エンジンの小型化およびコスト低減へつながり工業的に生産する事が十分可能である。
また、循環残存高温燃焼ガス熱着火燃焼により燃料の形態を問わず、ガソリン、プロパンガスはもとより軽油ほかほとんどの利用ができる。
さらに、排気エネルギーを回転エネルギーへ変換でき燃料効率が高く、燃焼ガスの循環再燃焼により完全燃焼化され黒煙排気が少ないなど環境保全性があり、産業上の利用可能性が高い。

基本構成・構造に外部空気圧縮装置を取り付けた側面図で斜線の部分は装置の中心を通る垂直断面図。基本構成・構造に外部空気圧縮装置およびカウンターバランス・発電機モーターを取り付けた側面図で斜線の部分は装置の中心を通る垂直断面図。図１・図２のＡ−Ａ正面断面図で空気圧縮装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図１・図２のＢ−Ｂ正面断面図でローター装置の１例。図２のＣ−Ｃ断面図でカウンターバランス装置の１例。図２のＤ−Ｄ断面図で発電機モーター装置の１例。図２のＥ−Ｅ断面図で内部に反転ギヤを入れたデフギヤ無段階変速接続装置およびハウジング側クラッチ装置の１例。図２のＥ−Ｅ断面図でデフギヤ無段階変速接続装置およびハウジング側クラッチ装置の１例。

符号は各図共通で、
１＝ローター軸
２＝ローターハウジング
３＝サイドハウジング
４＝台
５＝歯車軸
６＝歯車
７＝ローター軸側歯車
８＝ポンプ吸気口
９＝ポンプ吐出口
１０＝逆止弁
１１＝ローター
１２＝ローター側燃焼室
１３＝サイド隔壁
１４＝隔壁
１５＝ハウジング側燃焼室
１６＝燃料圧送管
１７＝排気口
１８＝ヒーター
１９＝排気調整弁
２０＝シール板
２１＝カウンターバランス
２２＝ローター軸側中空シャフト
２３＝カウンターバランス側中空シャフト
２４＝発電機モーター側中空シャフト
２５＝シャフト側磁石・電磁石
２６＝ハウジング側磁石・電磁石
２７＝サンギヤ
２８＝遊星ギヤ
２９＝遊星減速ギヤ
３０＝遊星反転ギヤ
３１＝リングギヤ
３２＝キャリア
３３＝カウンターバランス側クラッチ
３４＝発電機モーター側クラッチ
３５＝ハウジング側クラッチ
３６＝差動制限クラッチ
３７＝排気口前ハウジング側燃焼室（＝ハウジング側燃焼室）

Claims

ハウジングとローター軸およびローターで構成され、ハウジングの中にローター軸を中心に回転するローターを設け、さらにハウジング側にハウジング側燃焼室を、ローター側にローター側燃焼室を設けた構造とし、ローターの回転に伴い前記両燃焼室が重なるとき、両燃焼室内混合気の燃焼爆発により両燃焼室を反発させ、回転側のローターを回転させるロータリーエンジンを作動させる方法であって、
ローターの回転に伴う排気行程において排気されずにまたは排気量調整によりローター側燃焼室に循環残存する高温燃焼ガス熱を利用し、循環残存する高温燃焼ガスに空気圧縮装置と燃料噴射により混合気を噴射し、燃焼室内で新しく噴射された混合気に残存高温燃焼ガスにより着火燃焼させることを特徴とする方法。
前記請求項１記載の方法において、ローターの回転方向と逆に深底状に窪めたハウジング側燃焼室と、ローターの回転方向に窪めたローター側燃焼室により、ローターの回転に伴い前記両燃焼室が重なるとき、両燃焼室内混合気の燃焼爆発により両燃焼室を反発させ、回転側のローターを回転させることを特徴とする方法。
前記請求項１記載の方法において、残存高温燃焼ガス不足のとき、燃焼室内混合気の燃焼爆発を行わせるために、高温ローター壁に空気・燃料または混合気を噴射し、燃焼室内に充填された混合気を高温ローター壁温により着火燃焼させることを特徴とする方法。
前記請求項１記載の方法において、ローターの回転の初期またはローター側燃焼室に残存する高温燃焼ガス不足の場合に、ヒーターにより補助的に混合気に着火することを特徴とする方法。
前記請求項１記載の方法において、ハウジング側に設けられた空気燃料圧送管から燃焼室に空気・燃料または混合気を噴射することを特徴とする方法。
前記請求項１記載の方法において、燃焼室内に充填する混合気を燃焼爆発させ、この爆発力を利用しハウジングとローターを反発させローター軸を中心に同心円上にローターを回転させることを特徴とする圧縮行程のないロータリーエンジンの作動方法。