(57)【要約】エンジンシャフトに接続されるモーションアーム端部に設置される膨張ピストンを備えるエンジン。シャフト上に回転圧縮ピストンを搭載する。２つのピストンタイプ間の距離は大きなトルクの生成を可能にする。膨張室及び圧縮室の形状は同心環状である。圧力室は圧縮室から膨張室へ来る空気・燃料混合物を貯蔵し、従ってその２つの間に介在する。弁が圧力室と他の室との連通を制御する間に、圧縮室へ取り付けられる２つ以上のスライドポートのタイミングが圧縮容量を決定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガジオンピンを備え、円軌道で動く少なくとも２つのピストンと、エンジンシャフト軸と、そして１つは吸引と圧縮工程（圧縮室と称する）用で、もう１つは燃焼と膨張工程（燃焼室と称する）用である、２つの室とを備えた内燃ロータリエンジンであって、
その形状が環状である該２つの上記室から離れて、この２つの間にもう１つの室（圧力室と称する）があり、ここに空気または空気・燃料混合物が高圧下で貯蔵され、該燃焼室を該圧縮室からできる限り遠くに配置することを可能にする一方、各作動サイクルにおいて該吸引及び圧縮された空気は該燃焼工程に関与する空気と同一ではない。
該エンジンシャフトは、その自由端に膨張ピストンと称する該ピストンの１つが設置される、モーションアームと称するそれに取り付けられたアームから動きを開始する一方、該エンジンシャフト表面に直接取り付けられた、圧縮ピストンと称するもう1つのピストンはエンジンシャフトと一体で回転し、該モ−ションアームの長さに応じて、該圧縮ピストンの該エンジンシャフトからの短い距離のため、作動媒体圧縮のための最低トルク要件と、そして該膨張ピストンの該エンジンシャフトからの可能最長距離による最大トルク生成とにより、大きな有効トルクの生成を可能にする。
ピストンはすべて円形断面を有し、そしてレシプロエンジンの最新型のピストンと形状が類似している。
該圧縮室および該燃焼室は、したがって、それらが圧縮比と膨張比を決定するように開閉が制御されるスライドポートを有する。該圧縮室の該スライドポートのタイミングは該圧縮容量を決定し、それがそれぞれ使用燃焼・空気と燃料の量を変えるので該エンジンの出力へ直接影響を与える。
該圧縮室と該他の２つの室との接続はバルブにより制御され、その作動は該エンジンのエンジンプロセッサにより、又はこれに代わり該圧力室と該圧縮室の間の圧力差により制御される。
最後に、暑い気候または高い作動温度により該圧力室内の圧力の過度の上昇を防止する安全弁が各圧力室に存在する。
ことを特徴とする内燃ロータリエンジン。
【請求項２】
前記圧縮室および燃焼室の内壁は空気により冷却される。それがフィルタを通して除去された後、内部の中空エンジンシャフト端部に設置される翼を通して外気が吸引される。それは発生する遠心力により、およびベンチュリノズル形状の前記中空ピストンの内部形状とアームにより加速され、最後にそれらを冷却するため前記室の内壁に衝突する。前記燃焼室の場合、この種の冷却は前記膨張ピストンの通過に先行する一方、前記圧縮室の場合、前記冷却は前記圧縮ピストンの通過に続き発生する。ことを特徴とする請求項１に記載の内燃エンジン。
【請求項３】
前記圧縮室は前記エンジンシャフトの前記円筒外表面と、前記圧縮スライドポートと、前記圧縮ピストンと、そして前記エンジン枠に固定される静止環状シェルとにより形成される一方、前記燃焼室は前記燃焼スライドポートと、前記膨張ピストンと、前記エンジン枠に固定された静止環状シェルと、そして前記モーションアームの自由端に固定されるリング形状の移動回転壁と、により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃エンジン。
【請求項４】
前記圧縮ピストンは前記エンジンシャフトに直接固定されず、前記エンジンシャフトの動きを前記ピストンに伝達するアームを介して、間接的にそれと接続される一方、前記圧縮室は前記エンジンシャフトの円筒外表面と接触せず、前記エンジン枠に固定される静止シェルと、そして前記エンジンシャフトに直接固定されるアームの自由端に固定される円筒形状の回転壁と、により形成されることを特徴とする請求項１または２または３に記載の内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明依頼は、その今日の殆どの適用において現在の内燃エンジンに置換するロータリエンジン機能について記述する。
【発明の開示】
【０００２】
このエンジンは以下の特別な構造的特徴を有する：
Ａ）エンジンに重要なことは、そのエンジンシャフト（レンプロエンジンの場合のクランクシャフト）の出力トルクである。このトルクを最大にするためには、排気ガスの膨張のためエンジンシャフト上に生成されるトルクを最大化することを始め、空気又は空気・燃料混合物の圧縮により生成される膨張トルクを最大化することが必要である。一般に、トルクは加えられる力ベクトルと回転軸から力が作用する点迄のベクトルの積として定義される。このため、夫々圧縮と膨張工程のための長さＬ１とＬ２を備える２つのアームが設置される軸（α）を想像することは容易である（図１）。圧縮アームＬ１上に生成されるトルクを最小化するため、圧縮と膨張の力Ｆ１とＦ２が夫々２つのアームＬ１とＬ２の端部に加えられるならば、圧縮アームの長さを最小化又はゼロにさえすることが必要である。反対に、膨張アーム上の力Ｆ２により生成される膨張トルクを最大化するためには、できるだけ長い膨張アームＬ２を有することが必要である。圧縮の場合、これは圧縮室とそのピストン（圧縮ピストン）をエンジンシャフトの円筒表面上に設置することにより容易に成功させることができる。この方法で、圧縮アームの長さはゼロに等しくなり、圧縮力とエンジンシャフト（α）のガジオンピンの間の距離は最小になる。膨張の場合、膨張アームＬ２はエンジンの利用可能空間が許容する限り長くなければならない。力（膨張力）をこのアームの自由端部上へ加える場合、アームが長い程、シャフト（α）へ加えられるトルクは大きくなる。これは、シャフトへ取り付けられるアーム上の膨張ピストンがシャフトからのピストンの距離を最大にする一方、圧縮ピストンがエンジンシャフト上に直接設置されることが推奨されることを意味する。ピストンは全てその平面がエンジンシャフトのガジオンピンに垂直である円形軌道で動き、その円筒の軸がその運動のリングルートと一致する円筒形状を有する。（これは、円筒軸は直線でなく、曲線であることを意味する）。レシプロエンジンのピストン用に開発されたリングを使用して、ピストンのシールは容易である。燃焼室は膨張ピストンの円筒表面を囲むリング状固定シェルと、そのアームを備える膨張ピストンの同期運動の全期間中、室のシールを保持するために必要な移動壁により形成される。
【０００３】
Ｂ）このエンジンは空気の吸引と圧縮用の１つのピストン及び燃料・空気混合物の燃焼と排気ガスの膨張用の１つのピストンを有する。ピストンはエンジンシャフトのガジオンピン周りを円状に動く。燃焼と膨張工程は膨張ピストンを円運動させるように作動する。膨張ピストンはモーションアームを回転させ、モーションアームはエンジンシャフトを作動させる。最後に、エンジンシャフトの回転は圧縮ピストンを作動させる。作動サイクルの膨張工程と同時に、次の作動サイクルの圧縮工程が進行する。
Ｃ）このエンジンはその作動サイクルの完成のために３つの室を必要とする（図２）。１つの室は燃焼空気又は燃料・空気混合物の吸引と圧縮（圧縮室２αと２β）用の１つの室は高圧下の空気又は燃料空気混合物貯蔵用（圧力室３αと３β）であり、そして１つの室は燃料・空気混合物の燃焼及び排気ガスの膨張用（燃焼室１）である。圧力室は、その圧力が燃焼室の燃料・空気混合物を点火に導くことができる圧力と同じ値を有する空気又は燃料空気を含む。燃料空気混合物を圧力室に貯蔵する場合、混合物は、点火（８αと８β）を開始するため、混合物の自動点火圧力が、燃焼室内に点火プラグの存在を必要とする十分低い圧力で貯蔵されなければならない。点火プラグは混合物の温度を点火温度迄上昇させる（これは、それらが燃焼を開始するのに適切な状況を生成することを意味する）（図３）。燃料室は圧縮室から十分離れているので、これら２つの室間の単一接続管は、空気又は空気・燃料混合物の最終圧力が、それらが燃焼室へ進入するにつれて、所望値より低くなり、そして燃焼と膨張工程が著しく弱くなるように１つの室から他の室へのその移動の間、管内の圧縮空気又は空気・燃料の膨張を起こすだろう。流体が所望の値に近い圧力で燃焼室へ到着するために、単一移送管を使用し、所望値より非常に高い圧力で空気又は空気・燃料を圧縮する場合、管内でのその膨張にも拘らず、圧縮空気又は空気・燃料混合物の容量に比べ管容積は非常に大きいため圧縮率は非常に高くなければならず、有効トルクの大部分は理由なく失われる。更に高圧に耐えるため、材料に特別な補強が必要となる。これらの問題を回避するため、このロータリエンジンは圧縮室と燃焼室間に第３室、即ち圧力室を有する。圧縮室と燃焼室間の長い距離のため、圧縮室の圧縮工程の終わりでの空気又は空気・燃料混合物の圧力が有効動力の一部を消費するか又はエンジン材料の特別補強を要求することなく、燃焼室へのその進入中に空気又は空気・燃料混合物の圧力と同じになることを保証するため、圧力室はこれら２つの間に設置される。圧縮室と燃焼室は圧力室とのみ接続される一方、それらの直接の相互連通はその距離のため可能でない。圧縮室と圧力室間の連通は圧縮室の圧力が圧力室の圧力に等しいか、又はこれより大きい場合だけ、空気又は空気・燃料混合物の移動を可能にする圧力室から圧力室への一方向ソレノイド弁（１１α図４）である弁を通して可能となる。一旦圧縮室のスライドポートが開くと（６αと６β‐図２と４）、圧縮空気が誘導室および一方向弁（１１α）シールからの雰囲気空気と混合するので圧縮室の圧力は低下する。圧力室と燃焼室の連通に対しても電子制御一方向弁（燃焼室から圧力室への）も使用される（９α図３）。最後にエンジンの作動又は暑い気候により発生する高温のため圧力室内の圧力の極端な上昇を回避するため、圧力室は全て安全弁（５α図２）を有する。
【０００４】
次に本発明は、例により及びその中で推奨詳細がエンジン構築に必須ではない付属図面に関して述べる。寸法が表示され、数字は前述の記載をよりよく理解することを目標とする。現在のエンジンの最新ノウハウを使用して、このエンジンの目標を一層改善する。以下の図面上に表示されない詳細は全てそれらが燃料供給システムや燃料噴射システムのような現在のエンジンの一部であるので、以下の図面に表示せず、わざと省略した。
【０００５】
エンジンは図２〜６に表示する４つの移動部と１つの静止部から構成される。
・燃焼・膨張室（１）、誘導・圧縮室（２αと２β）、圧力室（３αと３β）及びエアフィルタ（４α、４β、４γ及び４δ）を備えるエンジン（図２）の静止外部ブロック。エアフィルタは大気中の空気の入口開口部の圧縮室シェル上に設置される。図で、エアフィルタは各圧縮室の両側に設置され、各室に大気中の空気の２つの入口を生成する。圧力室は全ての可能な形状を有する。しかし、図では室が可能な最小容量を有するように管形状が選択される。シェル（１）上には、２つの燃料噴射器（７αと７β）及び２つの点火プラグ（８αと８β）が取り付けられる。符号６と１２は夫々圧縮室と膨張室のスライドポートを表す。場所（１０）は排気ガスを除去するために排気ガスが排気出口へ進入する点である。
エンジンシャフト（１６）、圧縮ピストン（１３αと１３β）、モーションアーム（１５）及び膨張ピストン（１４）を備える移動部（図５と図６参照）。２つの圧力室を始め、２つの圧縮ピストン及び対応する２つの圧縮室の使用選択は必要でない。それらのいくつかはエンジンシャフトのバランスをとるためだけに使用される。単一圧縮ピストンだけが使用され、そして対応して単一圧力室及び圧縮室が使用される。エンジンシャフトの周りに、エンジンシャフト運動のギヤーボックスへの伝達用歯車が楔（１８）により表示的に（１７）設置される。
燃焼室（１）のスライドポート（１２）（図５）。スライドポートは、閉止される時、燃料空気混合物と前の作動サイクルの排気ガスとの混合を防止するため、燃焼室の移動壁表面上にばねにより押し付けられる。
圧縮室（２αと２β）のスライドポート（６αと６β）（図５）。これらのスライドポートは、それらが閉止される時、圧縮空気又は空気・燃料混合物と吸引室の雰囲気との連通を防止するため、エンジンシャフト表面上へばねにより押し付けられる。
圧力室と他の室との連通のための、そしてその圧力制御のための圧力室（３αと３β）の弁（５、９と１１）（図２〜４）。符号（５αと５β）は圧力室内圧力の過度の上昇を回避するための安全弁を表す。符号（１１αと１１β）は圧縮室と圧力室との連通用一方向弁を表す。符号（９αと９β）は圧力室と燃焼室の連通用一方向弁を表す。
【０００６】
図はエンジンの一側面のみを示す。従って、１つの圧力室及び１つの圧縮室だけが見えるが、明らかに、それらについて述べる全てはもう１つの圧力室及び圧縮室の作動にも関係する。これは、記述が２つの圧力室と圧縮室へ同期して参照することを意味する。最後に、作動媒体の位置と方向を示す流れ矢が図中にある。このエンジンに対し、作動媒体は作動サイクル中、同一に留まらず、圧力室内で変化する。より正確には、圧縮室内で吸引され圧縮される空気量を圧力室に貯蔵し、同じ量を圧力室から燃焼室へ供給する。
【０００７】
主要機能（図７）：圧縮ピストン（１３α）の回転により、その後に非常に低圧力エリアを生成し、それが大気中の空気を、エアフィルタ（４αと４β）を通して圧縮室（２α）へ進入させる。
【０００８】
図８：スライドポート（６αと６β）は広く開放され、本質的な抵抗なしに圧縮室内の圧縮ピストンの回転を可能にする。一旦圧縮室の全容量が雰囲気空気でカバーされると、燃焼空気が遮られず圧縮室内を循環する。
【０００９】
図９：ピストン（１３α、１３β）は圧縮工程（角度ψ）を開始するため、所望位置へ来る。角度ψは圧縮容量、従って各作動サイクルで圧縮される空気量を特定する角度である。従って、角度の値を変化させるとエンジンの容量も変化する。このエンジンの容量は空気の圧縮される容量である。角度ψの値は基本的にスライドポートのタイミングにより決定される。これらのポートのタイミングは圧縮される燃料空気を調整する。このような調整は乗物に関する限り燃料消費にとって非常に重要である。もしスライドポートのタイミングを電子的に調整することができれば、作動サイクルの期間は交通状況により調整される。このことは大容積エンジンを備える乗物の運転手が、交通状況により最大の乗物加速の利用を許さない場合、室へ導かれる空気と燃料の量を削減させるため、スライドポートのタイミングを調節することができることを意味する。一旦ピストンがスライドポート位置から計算して角度ψの位置へ到達するならば、ポート（６α、６β）は閉止し、圧縮室内で循環する大部分の大気中の空気を閉じ込める。この容量は夫々ピストン（１３α）と（１３β）及びスライドポート（６α）と（６β）により形成される。この空間は真の圧縮容量である一方、室の残部分は雰囲気空気（誘導室）の吸引のためのみに存在する。誘導室に留まる空気は、スライドポート（６α）と（６β）が閉止状況に留まる限り、圧縮ピストンの裏側に生成される低圧のため、エアフィルタを通して室へ進入する新たに吸引される大気中の空気と混合される。
【００１０】
図１０：圧縮ピストン（１３αと１３β）の回転が続く間、捕捉された空気（燃焼空気）の圧力は絶えず増加する。一旦圧縮フェーズが終了すると、圧力は弁（１１αと１１β）を開放させ、圧縮空気を圧縮室から圧力室へ進入させる程十分高い。
【００１１】
図１１：同時に、圧力室内の全圧力が弁開放前と同じになるように、同一量の圧縮空気が圧力室に留まり、そして燃焼室へ進入することができるように、弁（９αと９β）が開く。一旦、圧力室から燃焼室への圧縮空気の移動が完了すると、圧縮ピストンがその下を通過できるように、２つの圧縮室のスライドポート（６α）と（６β）が開く。他方、これらのスライドポートの開放により、圧縮室の圧力と大気中の空気圧力とを均等にし、これらの弁の両側間に発生する圧力差のため、弁１１を直接閉止させる。弁１１は、圧縮室内の圧力が再度圧力室内の圧力と同一になるか又はこれより高くなるまで、弁１１は圧力差のため閉止に留まる。圧縮ピストンが再度次の作動サイクル（角度ψ）の圧縮フェーズを開始させるための正しい角度になるまで、スライドポートは開に留まる。弁９が開で、圧縮空気が圧力室から燃焼室へ進入する間に、燃料が燃焼室へ噴射される。圧力室と燃焼室間の圧力差のため、圧縮空気は高速かつ乱流状態で燃焼室へ進入する。その進入は、燃焼ピストンの裏側に生成する低圧力のため有利である。このため、空気と燃料の迅速な混合は燃料の迅速なガス化と共に保証される。
【００１２】
図１２‐流れ矢のピストン１：定容量下の燃焼の利点を、少なくとも論理的に利用するため、２つの点火プラグ（８αと８β）（図３参照）が燃焼室の全容量に迅速な炎の伝達を強いる間に、高圧力が混合物の自動点火を起こす。
【００１３】
図１２‐流れ矢のピストン２：生成した排気ガスは膨張し、膨張ピストン（１４）を循環運動へ押し込む。膨張ピストン（１４）はアーム（１５）を回転させ、アームはエンジンシャフト（１６）を回転させ、これが最後に圧縮ピストン（１３αと１３β）を回転させる。膨張ピストンが閉止スライドポート（１２）へ到達する迄、膨張は継続する。
【００１４】
その瞬間に、スライドポート（１２）は開になり、そして膨張ピストン（１４）が弁９αと９βの上を通過する間に（図１１参照）、次の作動サイクルの圧縮空気の圧力室から燃焼室への進入が開始し、燃焼室内に発生する高圧力が排気ガスを出口管１０を通して外へ移動させるので、排気ガスの燃焼室への進入を防止する（図３参照）。
【００１５】
図１２‐流れ矢のピストン３：ピストン（１４）はスライドポート（１２）を通過するにつれて、スライドポート（１２）が閉止し、そしてピストンは排気ガスを押し、出口管を通して外へ移動させる。これがこのエンジンの主な作動であり、その後全過程が最初から再度開始する。
【００１６】
上記のようにエンジンは以下の利点を有する。
・このエンジンに焦点を当てるべき最も重要な点は、圧縮室をエンジンシャフトへ出来る限り近く設置しなければならないのに対し、燃焼室をエンジンシャフトから出来る限り離して設置するための努力である。この主な機能は燃焼空気または燃料・空気混合物のいずれかの圧縮のため、エンジンシャフトにより生成されるトルクを最大化すること、及び圧縮ピストンが（エンジンシャフトを通して）必要とするトルクを最小化することを目標とする。圧縮室と燃焼室の間のこの距離は、エンジンが同一燃料消費で現在の又は研究中のエンジンより非常に大きなトルクを有することを約束する。この距離が、これが過大な圧縮比やこの比率に耐えることができる材料を必要とすることなく、燃焼工程開始時の熱力学条件と圧縮工程終了時の条件を同一にすることを保証する、第三室である圧力室の存在を必要なものとしている。
・圧縮スライドポートのタイミングは基準がなく変更でき、燃焼空気量を変更できるという事実は、エンジンユーザの要望又は要求により圧縮容量の大きさの調整を可能にする。エンジンが大気エンジンとして作動する場合、圧縮容量は燃焼空気量、従って空気比率λによる燃料消費を決定する。そのため、自動車エンジンの場合、ドライバはもし彼が交通渋滞に巻き込まれ、又は高速道路を走行中ならば、電子システムによりスライドポートのタイミングを、従って彼の要求に沿った燃料消費に調整する。最初の場合、大容積の乗物は、乗物を動かすためだけには十分な、そして大きな加速をしない値にその圧縮比を低下させる。これは、特に交通量の多い場合、乗物の燃焼比率を始め環境汚染を著しく低下させるだろう。
・乗物の場合、スライドポートのタイミングによる種々の圧縮空気で作動する自動車エンジンの構築能力は同一車の種々のバリエーションにそれを使用するための１つの単一エンジンの構築を可能にする。（例えばスポーツバージョン、ステーションワゴン、ＳＵＶ等）。
・このエンジンの構築費用は現在のものより下がるかも知れない。他方、その簡素な設計により水冷システムの計画が容易になり、その循環用冷却水に必要なエネルギを削減する。水冷システムの場合、システムの簡素な設計は急激な方向変更や複雑なルートなしに、エンジンの高温部全てにおける水循環を容易にする。これは流れの圧力低下を制御し、水ポンプが必要とするエネルギを削減する。これを水冷エンジンと水冷循環を描写する図１３に容易に示すことができる。冷却水は燃焼・膨張室及び圧縮室の外面を全て覆う。圧力室に関する限り、この室のガスは全作動サイクル中一定温度を有するので、それをこの温度に耐え、そしてこの室の冷却を回避する材料を使用して構築することができる。更に、もしエンジン構築者が貯蔵媒体の高温を維持したいならば、この室の冷却を回避するだけでなく、断熱材料を使用することが推奨される。
・エンジンの簡素な構築のため、機械的損失は少なくなる一方、ピストンはレシプロ運動をしないことは低ノイズで多くの回転の達成を可能にする。
・排気ガスは、それらが膨張ピストンにより直接出口管へ押し出される間に、それらは非常に高い運動エネルギ及び連続流で管へ到達することができる。これにより、エンジンの電気的要件（スライドポート作動又はオイルポンプ又は水ポンプ作動のような）又は空気冷却システムの場合、ファンの作動のような機械的要件のいずれかに対応するために利用できる。
・このエンジンの作動原理は燃料の事前点火のような問題を排除する。燃焼・膨張ピストンの運動は一方向でありレシプロではない。このため事前点火はピストン回転に抵抗しない。他方、レシプロエンジンが、ピストン速度がゼロに近くなる上死点に近い場合にだけ、それが存在するので、事前点火現象はこのエンジンでは発生の可能性がより少ない。従って、エンジンのスタート時だけピストンが低速になるようなこのエンジンでは、この問題が存在しないと考えられる。
・最後に、圧力室から燃焼室への圧縮空気の進入は圧力室と燃焼室間の圧力差により有利である。その瞬間に、燃焼室には膨張ピストンの運動のため非常に低い圧力が存在する（膨張スライドポートは閉）。このため、燃焼フェーズ開始前に一様な混合物を生成するのに十分効率的な高い乱流が発生する。
【００１７】
空気冷却システムに関する限り、ファンと冷却翼（図１４）による外部冷却を使用する代わりに、それは室の内部冷却である（図１５と１６）。より正確には、ピストンはその回転中に大きな層流速度を発生させるので、室を冷却させるため発生した遠心力を利用することは興味深い。エンジンシャフト（１６）、アーム（１５）及びピストン（１３α、１３β及び１４）（ベンチュリノズルのようなその内部の形成）（図１５と１６）の適切な大気中の空気が吸引され、それを排除した後、それは加速され、その冷却のため室の内壁へ誘導される。
【００１８】
この冷却方法はエアフィルタ（４α）〜（４δ）を必要としない。空気は種々の方法で、今日では空気が乗物内で濾過される方法においてさえ濾過され、そして次にエンジンシャフト端部上に誘導され、ここで空気はエンジンシャフト本体上に配置される翼（２０α）と（２０β）を通して図１６の内部調整管（１９）へ吸引され、そしてその後アーム（１５）内部、及びピストン（１３α）、（１３β）及び（１４）の内部で調節される管（２１α）、（２１β）及び（２２）を通る。最後に、空気はそれらを冷却するため、室（２α）、（２β）及び（１）の内壁に衝突する。管（２１α）（２１β）及び（２２）はその内部に、冷却空気が室壁へ衝突する前に、冷却空気の加速に貢献するベンチュリノズル（図１５と１６）の形状を有する。燃焼室の冷却は燃焼の前に行われる一方、圧縮室の冷却が圧縮工程（図１７〜１９）に続く。
【００１９】
更に、全エンジン冷却は、燃焼室がその迅速冷却のための外部翼を有する図１４が示すような外部冷却により支持することができる。図２０はそれらが３室上に分布されるような冷却翼をよく描写している。
【００２０】
大容積のエンジンの場合、圧縮ピストンはエンジンシャフトから離して設置され、図２１が示すように、エンジンシャフトの運動をピストンへ伝達するアーム上に設置される。（表示されるエンジンシャフトは空気冷却エンジンに由来する）。これは、圧縮室の容量は２ｎＲｎｄ２により計算されるので示唆され、ここでＲは圧縮ピストン中心の回転半径であり、dは室の直径である。したがって、圧縮ピストン寸法を一定（これは半径ｄを意味する）に維持し、室の容量が半径Ｒを増加させることによってのみ増加する。これは室の容量は半径Ｒを増加させることによってのみ増加する。これは室の容量は圧縮ピストンがカバーする距離を増加させることによって増加することを意味する。
【００２１】
膨張室内の圧力を出来るだけ長時間高く維持するため、燃焼室（２２）の移動壁を、膨張室容量が膨張ピストンの運動中、非常に遅い速度で増加するように調節する。もし、室の２つの内壁間（シェルの内壁及び移動壁の上面）距離が一定でなく、これら２つの表面が徐々に収斂するならばこれは可能である（図２２）。
【００２２】
図５で、番号（２４）は膨張ピストンのバランスをとるために追加された慣性重量である。この重量は別のアーム及び図２３が示すような膨張ピストンにより置換することができる。この場合、燃焼室を２つの燃焼・膨張室（１α）と（１β）へ分割する。ガスは半分の長さで膨張し、各圧力室は１つの圧縮室とだけ接続される。圧力ピストンは圧力室の所要容量を最小化するため１８０度の角度差を備える位置に設置される。
【００２３】
最後に、シールに関する限り、これは以下のように行われる。
【００２４】
図２４は圧縮室（２α）のシールに言及し、ここではピストンリング（２３）はレシプロエンジンのリングと同じである。エンジンシャフトの円筒表面は圧縮室のシェル上をスライドする一方、Ｏリングは油の圧縮室への進入を防止する。
【００２５】
図２５は膨張室（１）に言及し、ここではピストンリング（２４）はレシプロエンジンのリングと同じである。移動壁の円筒表面は油の助けで、膨張室のシェル上をスライドする。
【００２６】
エンジンシャフト、モーションアーム及び移動壁は、互いの間でのスライドを防止するため、それらはピストンの対応する波形と移動壁が寄与する可変断面の輪止めであるように調整される。このようにして、圧縮ピストンはエンジンシャフト上に楔止めされ、そして膨張ピストンは最終的にアーム上に楔止めされる移動壁上に楔止めされる。輪留めの断面は部品が動くに従い楔止めを強化するため運動方向に応じて減少する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】２つのアームを備えるエンジンシャフト（圧縮アームと膨張アーム）
【図２】圧縮室と燃焼室のスライドポートを備えるエンジンの固定部
【図３】圧力室と燃焼室の一部をよりよく観察するための図２の詳細Ａ
【図４】圧力室と圧縮室の一部をよりよく観察するための図２の詳細Ｂ
【図５】エンジンシャフト、モーションアーム、燃焼室の移動壁及びピストンを備えるスライドポートおよび移動部
【図６】図５の図の別の点
【図７】大気中の空気の吸引フェーズ
【図８】圧縮室内の圧縮ピストンの自由移動フェーズ
【図９】圧縮工程の開始時のタイミング
【図１０】圧縮工程の最終ステージ
【図１１】圧力室から燃焼室への空気又は燃料・空気混合物の進入（圧縮工程の最終ステージ）
【図１２】燃焼、膨張フェーズ及び排気ガスの除去方法
【図１３】水冷却の循環
【図１４】エンジンの外部空気冷却システム
【図１５】内部空気冷却の場合のエンジンシャフト、モーションアーム、燃焼室の移動壁及びピストンを備える移動部
【図１６】図１５に図示される移動部の断面図
【図１７】冷却空気の循環矢を備える図１５
【図１８】図１７の詳細A
【図１９】図１７の詳細Ｂ
【図２０】外部空気冷却の場合のエンジンの固定ブロック
【図２１】エンジンシャフトの動きを圧縮ピストンへ伝達するアーム上に設置される圧縮ピストン
【図２２】燃焼室の回転壁が、排気ガスの膨張の間、圧力を高レベルに維持するため、変化する断面を有するエンジンの移動部
【図２３】２つの膨張ピストンを備える図１５
【図２４】圧縮室とピストンのシール
【図２５】燃焼室とピストンのシール
【符号の説明】
【００２８】
１：燃焼・膨張室／シェル
２α、２β、６α、６β：圧縮室
３α、３β：圧力室
４α、４β、４γ、４δ：エアフィルタ
５、９、１１：弁
５α、５β：安全弁
７α、７β：噴射器
８α、８β：点火プラグ
９α、９β：一方向ソレノイドバルブ
１０：出口管
１１α：一方向弁
１２：スライドポート
１３α、１３β：圧縮ピストン
１４：膨張ピストン
１５：モーションアーム
１６：エンジンシャフト
１７：歯車
１８：ウェッジ
２０α、２０β：翼
２１α、２１β、２２：管
２３、２４：ピストンリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月25日(2006.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガジオンピンを備え、円軌道で動く少なくとも２つのピストンと、エンジンシャフト軸と、そして１つは吸引と圧縮工程（圧縮室と称する）用で、もう１つは燃焼と膨張工程（燃焼室と称する）用である、２つの室とを備えた内燃ロータリエンジンであって、
a)  その形状が同心環状である該２つの上記室から離れて、この２つの間に介在するもう１つの室（圧力室と称する）があり、ここに空気または空気・燃料混合物が高圧下で貯蔵され、該燃焼室を該圧縮室からできる限り遠くに配置することを可能にする一方、各作動サイクルにおいて該吸引及び圧縮された空気は該燃焼工程に関与する空気と同一ではなく、
ｂ）該エンジンシャフトは、その自由端に膨張ピストンと称する該ピストンの１つが設置される、モーションアームと称するそれに取り付けられたアームから動きを開始する一方、圧縮ピストンと称するもう1つのピストンはエンジンシャフト表面近くに設置され（近いほどよい）、該エンジンシャフトの回転動作に従い、該モ−ションアームの長さに応じて、該圧縮ピストンの該エンジンシャフトからの短い距離のため、作動媒体圧縮のための最低トルク要件と、そして該膨張ピストンの該エンジンシャフトからの可能最長距離による最大トルク生成とにより、大きな有効トルクの生成を可能にし、
c)  ピストンはすべて円形断面を有し、そしてレシプロエンジンの最新型のピストンと形状が類似し、
ｄ）該圧縮室および該燃焼室は、したがって、それらが圧縮比と膨張比を決定するように開閉が制御されるスライドポートを有する一方、該圧縮室の該スライドポートのタイミングは該圧縮容量を決定し、それがそれぞれ使用燃焼空気と燃料の量を変えるので該エンジンの出力へ直接影響を与え、
e)  該圧縮室と該他の２つの室との接続はバルブにより制御され、その作動は該エンジンのエンジンプロセッサにより、又はこれに代わり該圧力室と該圧縮室の間の圧力差により制御され、そして
ｆ）最後に、暑い気候または高い作動温度により該圧力室内圧力の過度の上昇を防止する安全弁が各圧力室に存在する、
ことを特徴とする内燃ロータリエンジン。
【請求項２】
前記圧縮室および燃焼室の内壁は空気により冷却され、ここでそれがフィルタを通して除去された後、内部の中空エンジンシャフト端部に設置される翼を通して外気が吸引される。それは発生する遠心力により、およびベンチュリノズル形状の前記中空ピストンの内部形状とアームにより加速され、最後にそれらを冷却するため前記室の内壁に衝突し、前記燃焼室の場合、この種の冷却は前記膨張ピストンの通過に先行する一方、前記圧縮室の場合、前記冷却は前記圧縮ピストンの通過に続き発生することを特徴とする、請求項１に記載の内燃エンジン。
【請求項３】
前記圧縮室は前記エンジンシャフトの前記円筒外表面と、前記圧縮スライドポートと、前記圧縮ピストンと、そして前記エンジン枠に固定される静止環状シェルとにより形成される一方、前記燃焼室は前記燃焼スライドポートと、前記膨張ピストンと、前記エンジン枠に固定された静止環状シェルと、そして前記モーションアームの自由端に固定されるリング形状の移動回転壁と、により形成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃エンジン。
【請求項４】
前記圧縮ピストンは、前記圧縮ピストンの前記エンジンシャフトからの距離を最短化するため、前記エンジンシャフトに直接固定される一方、前記圧縮室は前記エンジンシャフトの前記円筒外表面と接触することを特徴とする、請求項１または２または３に記載の内燃エンジン。
【請求項５】
前記圧縮ピストンは前記エンジンシャフトに直接取り付けられず、前記エンジンシャフトの動きを前記ピストンに伝達するアームを介して間接的にそれと接続される一方、前記圧縮室は前記エンジンシャフトの前記円筒外表面と接触せず、前記エンジン枠に固定された静止シェルと、前記エンジンシャフトに直接取り付けられるアームの自由端に固定される、リング形状の回転壁とにより形成されることを特徴とする、請求項１または２または３に記載の内燃エンジン。
【請求項６】
それらの各々が燃焼・膨張室を等容量の２つの室に分割するその自由端に膨張ピストンを有し、これら２つの燃焼・膨張室の各々は１つの圧力室のみで接続される、それらの間に１８０度の角度を形成するエンジンシャフトに直接取り付けられる同一長の２つのアームがあることを特徴とする、請求項１または２または３または４または５に記載の内燃エンジン。
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月13日(2008.5.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）及び関連する少なくとも１つの圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）、少なくとも１つの膨張室（１）及び関連する少なくとも１つの膨張ピストン（１４）、該少なくとも１つの圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）と該少なくとも１つの膨張ピストン（１４）の回転軸であるエンジンシャフト（６）を備える内燃ロータリエンジンであって、該少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）は前記エンジンシャフト（１６）から最短距離（ｌ1）に設置され、該最短距離（ｌ1）は該エンジンシャフト（１６）の周りの該少なくとも１つの圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）の回転半径であり、そして該少なくとも１つの膨張室（１）は該エンジンシャフト（１６）から最長距離（ｌ2）に設置され、該最長距離（ｌ2）は該エンジンシャフト（１６）周りの該少なくとも１つの膨張ピストン（１４）の回転半径であり、少なくとも１つの圧縮室（３ａ、３ｂ）は該少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）と該少なくとも１つの膨張室（１）との間に介在して接続され、該少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）は所定高圧力で作動液状媒体を貯蔵するように構成され、スライドポート（６ａ、６ｂ）は該少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）に備えられ、そしてスライドポート（１２）は該少なくとも１つの膨張室（１）に備えられ、少なくとも１つの燃料注入器（７ａ、７ｂ）は該少なくとも１つの膨張室（１）の各１つ内に備えられ、そして安全弁（５ａ、５ｂ）は該少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）に備えられる、ことを特徴とする内燃ロータリエンジン。
【請求項２】
前記少なくとも１つの膨張室（１）内に少なくとも１つの点火プラグ（８ａ、８ｂ）をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項３】
前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）と前記少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）との間の連通を可能にするために採用されるバルブ（１１ａ、１１ｂ）、及び前記少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）と前記少なくとも１つの膨張室（１）との間の連通を可能にするために採用されるバルブ（９ａ、９ｂ）を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項４】
前記モーションアーム（１５）は前記少なくとも１つの膨張ピストン（１４）の動きを前記エンジンシャフト（１６）へ伝達するために採用され、前記エンジンシャフト（１６）へ固定して接続される一端と、前記少なくとも１つの膨張ピストン（１４）へ固定して接続される他端とを有することを特徴とする、請求項３に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項５】
前記少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）は溝形状を最小化する容積であり、そして前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）と、前記少なくとも１つの膨張室（１）は同心のトロイダル室であり、前記圧縮室（２ａ、２ｂ）と前記膨張室（１）の各１つは、前記対応する圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）と前記対応する膨張ピストン（１４）とに対応する円筒部を備える環状形状を有し、そして最後に、前記膨張室（１）は前記スライドポート（１２）により形状され、静止トロイダルハウジングとしての前記膨張ピストン（１４）と回転可能な環状壁は前記モーションアーム（１５）の端部に固定して取り付けられることを特徴とする、請求項４に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項６】
前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）は、前記エンジンシャフト（１６）の円筒外面、前記圧縮スライドポート（６ａ、６ｂ）、前記圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）、及び静止トロイダルハウジングの組み合わせで形成されることを特徴とする、請求項４に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項７】
前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）は、前記スライドポート（６ａ、６ｂ）、前記圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）、静止トロイダルハウジング、及びモーションアーム（１５）端部上に固定して取り付けられる回転可能な環状壁により形成されることを特徴とする、請求項４に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項８】
前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）内で所定高圧力で既に圧縮された前記少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）内に一時的に貯えられる作動液状媒体が空気であり、そして燃料が、前記内燃ロータリエンジンの出力ストロークを提供するために適切な空気／燃料混合物を生成するため、前記少なくとも１つの膨張室（１）内に注入されることを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項９】
前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）内で所定高圧力で既に圧縮された前記少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）内に一時的に貯えられる前記作動液状媒体が空気であり、そして燃料が、前記少なくとも１つの膨張室（１）内に注入され、そして燃焼する場合、前記内燃ロータリエンジンの出力ストロークを提供するために適切な空気／燃料混合物であることを特徴とする請求項６又は７に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項１０】
前記エンジンシャフト（１６）、前記モーションアーム（１５）、前記膨張ピストン（１４）、及び前記圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）の内側に溝が構成され、これにより前記圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）と前記膨張ピストン（１４）の本質的に高い層流速度から生ずる遠心力が前記圧縮室（２ａ、２ｂ）と前記膨張室（１）の内壁の空気冷却を有利に行うことを可能にし、前記冷却空気は前記膨張ピストン（１４）の下流へ、そして前記圧縮ピストン（２ａ、２ｂ）の下流へ向けられることを特徴とする請求項８又は９に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項１１】
前記モーションアーム（１５）の内側、前記膨張ピストン（１４）及び前記圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）はベンチュリノズル構成を有することを特徴とする、請求項１０に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）の前記スライドポート（６ａ、６ｂ）のタイミングを好ましく動的に変動させ、これにより前記内燃ロータリエンジンの各作動サイクルにおいて、前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）で圧縮され、これにより燃料消費及びその動力出力を同等に変動させる作動媒体量、又はその燃料消費を維持する圧縮比のいずれかを調整する手段を更に備えることを特徴とする、請求項１１に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項１３】
前記エンジンシャフト（１６）に固定して接続される一端と膨張室（１）を２つの等容積の膨張室に分割する前記膨張ピストン（１４）に固定して接続される他端とを有する、１８０°の角度差で設置される一対のモーションアーム（１５）を備える一対の膨張ピストン（１４）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の内燃ロータリエンジン。
【請求項１４】
請求項１〜１３に記載の内燃ロータリエンジンの作動サイクルであって、前記少なくとも１つの圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）の回転によりほぼ低圧力を生成することを介して、前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）内への静止作動媒体の吸引；
前記少なくとも１つの圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）の更なる回転を介した前記スライドポート（６ａ、６ｂ）の閉止に続く前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）内に捕捉される前記作動媒体の圧縮ストローク、及び所定の適切な高圧力で圧縮される前記作動媒体の第１量を提供するため、前記回転する少なくとも１つの圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）と前記閉止スライドポート（６ａ、６ｂ）との間の前記捕捉作動媒体の圧縮；
前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）から前記少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）への所定の適切な高圧力で圧縮される前記作動媒体の前記第１量の移送、及び前記少なくとも１つの圧力室（３ａ、３ｂ）から前記少なくとも１つの膨張室（１）への所定の適切な高圧力での前記少なくとも１つの圧力室内に貯蔵される前記作動媒体の同一量の同時移送；
前記少なくとも１つの膨張ピストン（１４）の回転へ、そしてこれ以降に前記エンジンシャフト（１６）の回転へ導き、これにより前記少なくとも１つの圧縮室（２ａ、２ｂ）内の前記作動媒体の新しい量の吸引のための前記少なくとも１つの圧縮ピストン（１３ａ、１３ｂ）の回転へ導く、前記少なくとも１つの膨張室（１）内の前記作動媒体の前記第２量の燃料を介した膨張ストローク；
及び前記内燃ロータリエンジンの前記作動サイクルの繰り返し；
からなる内燃ロータリエンジン。
【国際調査報告】
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