JP2000303849A - 回転弁、回転弁受、回転弁収納円柱及び外箱と蓋とで気密室を作った円回転エンジン - Google Patents

回転弁、回転弁受、回転弁収納円柱及び外箱と蓋とで気密室を作った円回転エンジン

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JP2000303849A
JP2000303849A JP11145350A JP14535099A JP2000303849A JP 2000303849 A JP2000303849 A JP 2000303849A JP 11145350 A JP11145350 A JP 11145350A JP 14535099 A JP14535099 A JP 14535099A JP 2000303849 A JP2000303849 A JP 2000303849A
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rotary valve
engine
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chamber
combustion
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JP11145350A
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Mitsuru Azuma
満 東
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B53/04Charge admission or combustion-gas discharge
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンのピストンの上下運動によるエネ
ルギーの損失を少なくする。エンジンのアイドリング中
の燃料使用量を少なくする。エンジンを小さくする。 【構成】蓋17をした外箱12の中を回転弁受13、回
転弁1、及び回転弁収納円柱15が連動して回転をし燃
焼膨張室6、排気室14及び第一と第二圧縮混合ガス密
閉室の気密室を構成する。二個の気体圧縮装置より注入
遮断装置を経て注入口3、7に圧縮混合ガスを注入す
る。第一圧縮混合ガス密閉室で爆発燃焼を起こし、続い
て第二圧縮混合ガス密閉室で爆発燃焼が起こり、爆発燃
焼によるエネルギーを燃焼膨張室で回転弁が受けて回転
弁受を回転させる。回転弁受の軸21により回転をエン
ジン外部に伝える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は燃料の爆発燃焼のエネル
ギーを直接円運動にかえるエンジンに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のレシプロエンジンではシリンダー
及びピストンで気密室を作り爆発燃焼のエネルギーでピ
ストンを動かし、クランク軸を介して上下するピストン
の動きを円運動にかえている。ピストンが上死点から下
死点に達する間クランク軸は180度回転する。つま
り、爆発燃焼のエネルギーを180度しか受けていな
い。ピストンの下死点から上死点への運動は慣性に逆ら
うものであり、その為にエネルギーを消費している。大
きな回転力すなわち大きなモーメントを得るためにはピ
ストンのエネルギーを受ける面積を広くし又、クランク
軸の回転半径を大きくしなければならなが、そのために
は連結棒も長くなり、排気量の増加も伴い使用燃料も多
くなる。限られた場所空間でエンジンを大きくする事は
あまり期待できない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ピストンの上下運動を
無くしエネルギーの損失を少なくする。アイドリング中
の燃料使用量を少なくする。エンジンを小さくする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は爆発燃焼のエネ
ルギーを直接円回転運動にかえるエンジンにより上記課
題を解決するものである。
【0005】エンジン全体は外箱12及び蓋17により
密閉されている。外部との接点はエンジンの回転を外部
に伝える回転軸21及び二箇所の注入口3、7の三個所
である。回転軸21は回転軸受20により気密が保たれ
ている。注入口3、7は後述する注入遮断装置により圧
縮混合ガス注入時以外は遮断されており気密が保たれて
いる。蓋17は回転弁1、回転弁受13、回転弁収納円
柱15にも密着し気密を保っている。図4の如く各部品
はそれぞれ互いに密着している。回転弁収納円柱15及
び回転弁受13はそれぞれ回転しながら接しており気密
を保っている。回転弁1の一端は回転弁収納庫11に収
納されており他端の蝶番の雄9は蝶番の雌10に収まっ
ており気密を保っている。第一圧縮混合ガス密閉室と第
二圧縮混合ガス密閉室は爆発燃焼工程では燃焼膨張室の
一部となるが注入工程では気密室となる。燃焼膨張室6
も気密が保たれている気密室である。排気室14も又、
排気口を除けば気密が保たれている気密室である。
【0006】回転弁1、回転弁収納円柱15及び回転弁
受13は連動して反時計回りに回転する。回転弁収納円
柱15は回転軸16を中心に回転をし、回転軸21を中
心に回転をする回転弁受13に内接している。回転弁1
は回転軸16を中心に回転をするがその軌道は回転弁受
13及び回転弁収納円柱15の回転によって決まる。回
転弁1の回転軸16に対する軌道上の近地点から遠地点
または遠地点から近地点への長さの調整は回転弁1が回
転弁収納庫11に収納される量によてなされる。回転弁
1の回転弁受13に対する角度は回転によって変化する
が、蝶番の雄9及び蝶番の雌10によってその変化に適
合する。
【0007】気体圧縮装置をエンジン外部に二個設置
し、二個の注入遮断装置を通じそれぞれの注入口3、7
に圧縮混合ガスを注入する。気体圧縮装置の基本的な考
え方はエンジン本体と全く同じである。すなわち、回転
弁28、回転弁収納円柱24、回転弁受23及び外箱2
2で構成されていて基本構造は同じである。違いはエン
ジンの燃焼膨張室6が吸入室25となり又、排気室14
が圧縮室30に変わることと、気体圧縮装置には燃焼ガ
ス取入口5がないことと、本体エンジンの注入口3、7
にあたる吸入口33の位置が違うことである。
【0008】注入遮断装置は注入遮断扇型板が回転軸3
7を中心に回転し流入口及び流出口をふさぎ注入口3、
7への注入を遮断するものである。
【0009】注入遮断装置をエンジン本体と気体圧縮装
置の間に接続する。流出口と注入口3、7をできるだけ
短い距離で接続して爆発燃焼時に流出口への爆発燃焼ガ
スの浸入、延焼を最小限にする。
【0010】回転弁28と注入遮断扇型板は連動して回
転している。
【0011】
【発明の作用】回転弁受13が回転し第一圧縮混合ガス
密閉室及び第二圧縮混合ガス密閉室が気密状態にある時
に注入口3、7より圧縮混合ガスを注入する。回転する
燃焼ガス取入口5が第一圧縮混合ガス密閉室にまさに達
する直前に点火プラグに高電圧をかけ火花をとばし、第
一圧縮混合ガス密閉室に爆発燃焼を起こす。爆発燃焼は
一気に燃焼膨張室6へと広がる。爆発燃焼のネルギーを
回転弁1が受けて回転し燃焼ガス取入口5が第二圧縮混
合ガス密閉室に達したとき、現在爆発燃焼中の高温ガス
が第二混合ガス密閉室の圧縮混合ガスに引火し第二の爆
発燃焼を起こし燃焼膨張室へと広がり、そのエネルギー
で回転弁1はその回転を一層強める。アイドリング中は
燃料を混入していない圧縮空気のみを第二圧縮混合ガス
密閉室に注入する。
【0012】回転弁1が回転弁収納円柱に完全に収納さ
れているとき、すなわち蝶番の雄9が頂点にあるときの
角度は90度である。そこから回転弁1が360度回転
して再びもとの位置に戻るまでを爆発燃焼工程と呼ぶ。
これは爆発燃焼のエネルギーを円運動に変える工程であ
る。二回目の360度の回転を注入工程と呼ぶ。これは
第一及び第二混合ガス密閉室に圧縮混合ガスの注入が行
われる工程である。注入工程の後は爆発燃焼工程に戻
る。排気口は常に開放されている。従って、排気ガスは
自らの気圧によっても排気されるし又、回転弁1の回転
によっても排気される。排気は上記二工程に関わり無く
行われている。注入工程での排気は第一及び第二圧縮混
合ガス密閉室に残っている燃焼ガスの排気もおこなわれ
る。
【0013】上記の二工程に気体圧縮装置の回転弁28
及び注入遮断扇型板の回転を合わせる。爆発燃焼工程
は、圧縮混合ガスの注入を遮断しなければならないし、
注入工程では注入をしなければならない。注入遮断扇型
板は、エンジン本体の回転弁1が360度回転する間に
180度回転する。すなわち、回転弁1が二回転する間
に注入遮断扇型板は一回転する。同じく気体圧縮装置の
回転弁28も回転弁1が360度回転する間に180度
回転する。これにより上記二工程に適合させる事が出来
る。
【0014】第一及び第二混合ガス密閉室はドーム状を
しているがその天上を出来る限り低くする。つまりおわ
ん型ではなく皿型にしてすそを広くする。それにより燃
焼ガス取入口5が第一及び第二圧縮混合ガス密閉室と接
している時間が長くなり爆発燃焼のエネルギーを受ける
時間も長くなる。従って回転の効率がよくなる。また排
気もたやすくなる。
【0015】回転弁受13にある燃焼ガス取入口5を無
視して回転弁受13を底のある円筒と見なした時の容量
マイナス回転弁収納円柱15の体積を本発明のエンジン
の排気量と考える。排気量を大きくすれば回転力を大き
くすることができる。回転弁収納円柱15を小さくすれ
ば排気量を大きくすることができる。回転弁収納庫11
の回転弁1を収納する能力の限界まで小さくすることが
できる。すなわち回転弁収納円柱15の直径が回転弁受
13の半径に近くなるまで小さくする事ができる。従っ
て回転弁受13の容量の75%近くまで排気量を上げる
ことができる。
【0016】排気量を一定とした場合に、回転力を大き
くするには、回転弁受13の回転半径を大きくしてその
モーメントすなわち回転力を上げることである。従って
回転弁1も長くなる。回転弁1が爆発燃焼で受けるエネ
ルギーは単位面積では同じであるが、その受けた場所に
より回転弁受13の回転に与えるエネルギーは違ってく
る。すなわち、エネルギーを受ける回転弁1の面上の場
所が回転弁受13に近い所ほど大きく、回転軸16に近
付くほど弱くなる。そこで、回転弁収納円柱15の半径
を大きくして効率わるい回転軸16の近くでは爆発燃焼
エネルギーを受けない様にする。すなわち、排気量つま
り容量を回転弁受13の回転半径及び回転弁1の長さ及
びそれぞれの幅を大きくすることに使用する。定められ
た排気量で一番回転力が大きくなるように回転弁受13
の半径、回転弁収納円柱15の半径、回転弁1の長さ及
び幅を設定する。回転弁1の幅を設定することは回転弁
受13、回転弁収納円柱15の幅も設定することであ
る。ここでで言う幅とは、図4でのそれぞれの左右の長
さを言う。
【0017】
【実施例】実施例について図面を参照すると、図1は第
一圧縮混合ガス密閉室での爆発燃焼後回転弁が回転をし
て燃焼ガス取入口が第二混合ガス密閉室にさしかかり二
度目の爆発燃焼を開始したところである。図2は図1の
時間経過後を示したたものであり、回転弁が270度ま
で回転をしたものである。図3は、図1、図2のエンジ
ンを密閉するための蓋である。図4は、図2に図3の蓋
をしたときの縦断面図である。エンジンとして使用する
ものである。
【0018】図5及び図6は外部より回転力を得て回転
弁を回転させて使用する気体圧縮装置である。液体の場
合はくみ上げポンプして使用できる。
【0019】図9はディーゼルエンジン方式を取り入れ
たものである。すなわち第二圧縮混合ガス密閉室8を圧
縮空気密閉室53として使用する。高圧の空気を密閉し
高温にする。燃焼ガス取入口の回転とタイミングを合わ
せて燃料を注入して自然発火又は爆発燃焼中のガスから
引火させて爆発燃焼を起こすものである。圧縮混合ガス
密閉室48も同様にディーゼル化することが可能であ
る。
【0020】
【発明の効果】本発明では燃料の爆発燃焼のエネルギー
を直接円運動にかえることにより、下記の効果が得られ
る。
【0021】ピストンの上下運動によるエネルギーの損
失を防ぐことが出来る。
【0022】圧縮混合ガス密閉室は第一及び第二と二か
所あり、アイドリング中は 第一圧縮混合ガス密閉室の
みを使用することにより燃費は向上し排気ガスは減少す
る。
【0023】第一圧縮混合ガス密閉室はアイドリング中
に回転弁1を、つまりエンジンを回転させるのに必要な
圧縮混合ガスを密閉できる容量にする事が出来る。第二
圧縮ガス密閉室はエンジンの使用目的に合った回転力を
得るのに必要な圧縮混合ガスを密閉出来る容量にする事
が出来る。
【0024】気体圧縮装置を本体の外部に二個設置する
ことによりより第一圧縮混合ガス密閉室及び第二圧縮混
合ガス密閉室の混合ガスの圧縮比率及び燃料の混合比率
をそれぞれに設定することが出来きて燃費の効率が良く
なる。
【0025】回転弁1は第一圧縮混合ガス密閉室より排
気口に到まで爆発燃焼のエネルギーを受けて回転するの
でその回転角度はレシプロエンジンの180度より大き
い。しかもレシプロエンジンの下死点にあたる270度
では回転弁1は回転弁受13と垂直になっており又、爆
発燃焼のエネルギーを受ける回転弁1の面積が一番広く
なっており、蝶番の雄9から回転軸16への長さが一番
長くなっているため大きなモーメントを回転弁受13が
受けることができる。従って効率が良い。
【0026】本発明のエンジンはレシプロエンジンのシ
リンダー、ピストン、連結棒、クランク軸に当たる部分
を内蔵しているためにエンジン本体はレシプロエンジン
よりも小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジン本体の実施例を示す第一断面図であ
る。
【図2】エンジン本体の実施例を示す第二断面図であ
り、図1が時間を経過した時の図である。
【図3】エンジンを密閉するための蓋の実施例を示す断
面図である。
【図4】図2の断面図に図3の蓋をしたときの実施例を
示す縦断面図である。
【図5】気体圧縮装置の実施例を示す断面図である。
【図6】気体圧縮装置を密閉するための蓋の実施例を示
す断面図である。
【図7】注入遮断装置の断面図である。
【図8】注入遮断装置の縦断面図である。
【図9】ディーゼル方式を取入れたエンジン本体の実施
例を示す断面図である。
【符号の説明】 1、28、45 回転弁 2、46 点火プラグ 3、7、47 注入口 4 第一圧縮混合ガス密閉室 5、49、燃焼ガス取入口 6、50、燃焼膨張室 8 第二圧縮混合ガス密閉室 9、26、54 蝶番の雄 10、27、55 蝶番の雌 11、29、56 回転弁収納庫 12、22、36、57 外箱 13、23、58 回転弁受 14、59 排気室 15、24、60 回転弁収納円柱 16、21、31、37、43、61 回転軸 17、32、42 蓋 18、20、34、41、44 回転軸受 19 排気口 25 吸入室 30 圧縮室 33 吸入口 35 放出口 38 注入遮断扇型板 39 流出口 40 流入口 48 圧縮混合ガス密閉室 51 燃料注入口 52 圧縮空気注入口 53 圧縮空気密閉室
【手続補正書】
【提出日】平成12年5月23日(2000.5.2
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】追加
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転弁(1)、回転弁受(13)、回転弁
    収納円柱(15)の連動した回転により蓋(17)をし
    た外箱(12)の内部に気密室を作り爆発燃焼のエネル
    ギーを回転弁(1)で受けて回転弁受(13)を円回転
    させて使用するエンジン
JP11145350A 1999-04-16 1999-04-16 回転弁、回転弁受、回転弁収納円柱及び外箱と蓋とで気密室を作った円回転エンジン Pending JP2000303849A (ja)

Priority Applications (1)

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JP11145350A JP2000303849A (ja) 1999-04-16 1999-04-16 回転弁、回転弁受、回転弁収納円柱及び外箱と蓋とで気密室を作った円回転エンジン

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004077712A1 (ja) 2003-02-28 2004-09-10 Ntt Docomo, Inc. 無線通信システム及び無線通信方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004077712A1 (ja) 2003-02-28 2004-09-10 Ntt Docomo, Inc. 無線通信システム及び無線通信方法
US7889632B2 (en) 2003-02-28 2011-02-15 Ntt Docomo, Inc. Radio communication system and radio communication method
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