JPH03286146A - リング状シリンダを持つ回転ピストンエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、真円のリング状シリンダ内を回わる回転ピ
ストンエンジンである。

（従来の技術） 従来のレシプロエンジンやロータリーエンジンは吸入　
圧縮　膨張　排気のそれぞれの行程が、相関関係にある
ので膨張力が予力を残しながらも、一定の行程で排気行
程に移ってしまうので不経済である。またレシプロエン
ジンではピストンの上下運動がクランクによって、回転
運動に変わる過程で、膨張エネルギーが半減することは
周知のとうりである。またロータやピストンの変則的な
運動は慣性によるエネルギーロスも見逃がすことができ
ない。　これら膨張エネルギーが半減されることなく、
回転運動として取り出すことができるならば、地球の資
源の有効利用、また環境汚染への半減となるものです。

（発明が解決しようとする課題） したがって世界中がこうした問題に莫大な研究費を投じ
て取り組んでいるなかで、本発明はこうした膨張エネル
ギーのロスを無くするためと、過去に数多くの種類のロ
ータリーエンジンが出願されているが、それらにはそれ
ぞれ次に上げる様な欠点の中のどれかが含まれているた
めに、各種のロータリ内燃機関が実用化されに＜＜、現
在もレソプロエンジンが市場の大勢を占めている。

遊星運動をするロータリエンジンやベーン型内燃機関な
どのガスシールはローターハウジンニ摺接する時角度が
変化するため、その摺接面を円形にしであるので摺接部
は線接触という非常にわずかな面積なので線圧としては
、非常に大きいものとなる。これに加えてローターハウ
ジングの潤滑油は回収されないで、燃焼されてしまうた
めに潤滑油の供給量が制限される。これらの条件の上に
ガス圧、ビン圧、慣性力などによる複合圧力は、ガスノ
ールに接触圧が線接触として加わわるため、ガスシール
とローターハウジングの金属の耐久性の向上がより必要
であること。

円筒体内を回転するカム形ローターで遮蔽弁を押し上げ
るような構造であれば、遮蔽弁とカム形ローターは常に
摺接しているのであり、遮蔽弁に必要とされるガスシー
ル、オイルシールト、カム形ローター突部に必要とされ
るガスノール、オイルシールが共に交差し合う時は、そ
れぞれは突起物として、ぶつかり合う為に設計上の対策
が困難であること。

空気を圧縮して供給するだけの圧縮機関と、高温、高圧
の燃焼エネルギーを回転動力として取り出す燃焼機関と
の、双方の間には、その設計開発に要求される基本的な
条件に大きな違いが存在すること。　圧縮機関と燃焼機
関が同じ機構で併設されている各種のロータリエンジン
の出願は、数多く出されているが、それらには原理上の
問題は無くても、それぞれを実際に製作する時には、圧
縮機関と燃焼機関に要求される基本的な条件が異なる為
に、その機構が燃焼機関に有利な構造であれば、反面圧
縮機関としては不利で無駄のある構造となりつる。これ
ら二つの間には、互いに相反する性質を持っている。

（課題を解決するための手段） このように圧縮機関は、燃焼機関と比較して要求される
きびしい条件が少なく、必要量の空気を供給すべき圧縮
機関に対比してより小型のものですむ、圧縮機としては
、現在ロータリ式、スフミール式、軸流式、遠心式など
の小型で高回転に向く、高性能なものがすでに開発され
数多く使用されている。

本発明は機構の異なる機関を圧縮空気の需要量と供給量
を同じくなるように連動させて、双方のサイクルの違う
圧縮と爆発は間に設けた圧力ストック室９と吸気弁によ
って調節する。

圧縮機８で圧縮された空気は回転ピストン５の通過後わ
ずかな間に瞬時に燃焼室１に送る必要があるが、そのた
めに−時的に気圧低下がおこる。

それをふせぐために吸気孔１２の手前に圧力ストック室
９を設けた。吸気パイプ２３は空気の流れの抵抗を少な
くするために太くすることで、かわりに圧力ストック室
９の機能を給気パイプ２３に持たせることができる。

リング状ンリンダ７の途中に遮蔽弁２を組合わせて燃焼
室１にしたので、回転ピストン５の通過後瞬時に閉まる
ことが必要なので、燃焼を妨げない範囲内で第４図ノリ
ング断面の遮蔽弁２の往復方行であるＨを排気■または
円周の長さに対して薄くする。

遮蔽弁２はノリンダ外部にある円筒カム　１０（または
端面カム等）によって作動させることで遮蔽弁と回転ピ
ストン５が交差する時に互いに摺接することが無く、双
方に設けられたガスシールがぶつかり合うことが無いよ
うにした。また遮蔽弁ノ開ロ部１６の燃焼室側１は数ミ
１７テーパーをつけ、シールにはとび出し防止のピンな
どの金具を設けることで回転ピストン５のガスノール３
が開口部１６にひっかかることを防げる。

排気量または点火時の燃焼室１に対して円周の長さを変
えることで、ピストンの数及び遮蔽弁等の数を増減する
ことができ回転軸一回転での爆発回数を選ぶことができ
るので発電用の大型から小型のエンジンにまで利用でき
る。

工／ジン回転数の増減方法及び混合ガスの生成方法は、
エンジンの使用目的に応じて、現在市場で使用されてい
るジーゼルエンジン型、ガソリンエンジン型、またはこ
れらの複合型など多種多様な中から選び応用することが
できる。

第１図は２つのピストンを設けたもので回転軸の１回転
で２回の行程がおこなわれる。

第９図から第１６図まではピストンを１つにした他の応
用例とピストン部分のオイルによる冷却方？ｊ４−ガス
シール３オイルシール４の取り付は例回転ピストン５突
部の冷却オイルの循環方法は、第９図において冷却オイ
ル人口１４と冷却オイル出口１５のパイプの長さに差を
つけたことでパイプ内に溜ったオイルは、回転による遠
心力で圧力の差が生じるので、冷却オイル人口１４から
入ったピストン内部のオイルは短い方の冷却オイル出口
１５から吐き出される。

本エンジンの行程を第５図から第８図で説明する。

第５図において回転ピストン５は筒形カム１０と同期退
団してカム作動部分１７が遮蔽弁２の位置を通過する時
だけ遮蔽弁２を開かせる。

第６図において回転側吸気孔１１とノリング側吸気孔１
２が重なり圧縮機より圧縮された空気が燃焼室に入り込
む。

第７図において吸気孔１２が閉じて燃料はノズルより噴
射されて同時に点火される。

第８図において回転ピストン５は排気孔１３を通過して
燃焼ガスは排気される。

発明の効果 弁の作動を起こさせるもっとも磨耗度の大きいカムの部
分が７リングの外にあるのでオイル、ベアリング、ロー
ラーを十分に使用できるから磨耗に対する耐久性が良い
。

本エンジンのシリンダとピストンは、圧縮機関と遮蔽弁
の作動を外部に分割させたことにより燃焼機関としては
、シリンダとピストンに要求される機能及び機構が簡素
化されたので、ロータ、回転ピストン、遮蔽弁、吸気弁
のそれぞれに必要とされるソールは、互いにひっかかり
合うことが、無く摺接だけになる。　　　　　　　　　
　またこれによって断面図第１７図と第１８図のように
ピストンの断面を円形にするなどの多様な形を取ること
ができ、ピストン面の７−ルをレノプロエンジンのピス
トンリングのようにソールの合口数を減らすことができ
ガス気密の簡素化ができる。

ピストンとハウジングの摺接面には摺動変化が無く、ま
たピストンの摺接面は必要に応じて広く取れる構造であ
るために、ガス気密のノールの取りつけと、ピストン部
分のオイル冷却の設計対策ピストンのがスンールはハウ
ジング面に全部面接触なので、線接触となる他のロータ
リエンジンより耐磨耗性にすぐれている。

本発明のエンジンは７リンダ外部から、圧縮された空気
を吸入する方式で、レノプロエンジンのように圧縮行程
と膨張行程が相関関係でないために排気量に対して、円
周の長さを長くすることでより経済的なところまでピス
トンを押し続けることができる。

リング状シリンダの途中に遮蔽弁を作動させることで回
転ピストン後部の間に燃焼室を設けたのでこれによって
膨張エネルギーが真円を回わる回転ピストンを回転軸に
対して直角に押し続けるので、レノプロエンジンのよう
に膨張エネルギーが半減されることなく回転運動として
取り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図Ａ−Ａの断面図 第２図は断面図 第３図は回転部分の斜視図 第４図は本体を切断した斜視図 第５図から第８図までは行程を図解したもの、第９図か
ら第１６図までは前記第１図から第８図に示した２つの
ピストンを１つのピストンにして応用したもの 第９図は第１０図Ｂ−Ｂの断面図 第１０図は断面図 第１１図は回転部分の斜視図 第１２図は本体を切断した斜視図 第１３図から第１６図までは行程を図解したもの第１７
図と第１８図は前記エンジンのシリンダ一部分を円形に
変えた例 １は燃焼室　２は遮蔽弁　３はガスシール４はオイルシ
ール　５は回転ピストン　６は回転デスク吸気弁　７は
シリンダ　８は圧縮機９は圧力ストック室　１０は円筒
カム １１は吸気孔（回転側）１２は吸気孔（シリンダ側）１
３は排気孔　１４は冷却オイル入口 １５は冷却オイル出口　１６は遮蔽弁の孔１７は遮蔽弁
のカム作動部分　１Ｂは燃料ノズル１９は点火プラグ　
２０は圧力調整弁 ２１は平形カム　２２は吸気弁　２３は給気バイブ　２
４は回転軸　２５はスロットルバルブ２６は潤滑油の給
油孔　２７は吸気弁のカム作動部分　２８は吸気弁孔　
２９はロータ 算１目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 イ　圧縮行程を特たない、燃焼排気専用機関と圧縮専用
   の圧縮機関を吸気弁により接続して、圧縮機関は燃焼機
   関に連動させる。 ロ　遮蔽弁はシリンダ外部からの作動により開閉させ、
   遮蔽弁とピストンの間に燃焼室を設けてピストンを回転
   させる。 以上の如く構成されたリング状シリンダを持つ回転ピス
   トンエンジン