(57)【要約】【課題】内燃機関、圧縮機、ポンプおよび他のデバイスに利用できる、改良された容積式ロータリーシステムを提供する。【解決手段】容積式ロータリーシステムは、メインローター201とスロット付きローター202とを含んでいる。メインローター201は、内部空胴と、該空胴の周側壁302に装着されている固定羽根（ブレード）301を含む。スロット付きローター202は、メインローター201内部に配置されて、ブレード301を受けるスロット312を含む。メインローター201およびスロット付きローター202は互いにずれた平行軸を中心に回転する。ローターが回ると、ブレード301とローター間シールとの間に室が形成される。ローター間シールは、スロット付きローター202の外面とメインローター201の空胴の内周壁との間の転がり接触点にまたはその付近に位置し、ローターが回転すると前記室は収縮および膨張する。【選択図】図３Ｂ
2013522534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の内側側壁および第２の内側側壁ならびに内周壁によって画定される空胴を内部に有しており、第１軸を中心に回転するように取り付けられている第１ローターと、
外面と、第１の側面および第２の側面と、前記外面の領域に形成されているスロットと、前記スロット内に収容されているシールとを有しており、前記第１軸に対して平行かつずれている第２軸を中心に回転するように取り付けられている第２ローターと、
前記第１ローター内周壁ならびに前記第１の内側側壁および第２の内側側壁に固定されて、その一部が前記第２ローターの前記スロットおよび前記シールの中に延びているブレードと、を備える装置であって、
前記第２ローターの一部は前記第１ローターの空胴に据えられており、
前記第２ローターの外面は前記第１ローターの内周壁と転がり接触するように構成されており、
前記第１ローターおよび前記第２ローターは、前記第１ローターおよび前記第２ローターの全２回転の進行中に第１ローター間室を交互に膨張および収縮させるように構成されており、前記第１ローター間室は前記ブレードによって画定される第１端部と、前記第１ローターおよび前記第２ローター間の転がり接触から生じる第２端部とを有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１ローターおよび前記第２ローターは、前記第１ローター間室を収縮させながら同時に第２ローター間室を膨張させるように構成されており、前記第２ローター間室は前記ブレードによって画定される第１端部と、前記第１ローターおよび前記第２ローター間の前記転がり接触から生じる第２端部とをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２ローターは、第１開口が形成されている第１側面を有し、
前記第２ローターは、第２開口が形成されている第２側面を有し、
完全な１回転の少なくとも一部の間に、前記第１開口は前記第１室と流体連通するとともに、前記第２室とは流体連通せず、
完全な１回転の少なくとも一部の間に、前記第２開口は前記第２室と流体連通するとともに、前記第１室とは流体連通しないことを特徴とする、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１ローターおよび前記第２ローターを収容するハウジングをさらに含み、前記ハウジングは第１のマニホルドおよび第２のマニホルドを含み、前記装置は、前記第１ローターおよび前記第２ローターの回転の少なくとも一部の間に前記第２ローターの第１開口が前記第１マニホルドと少なくとも一部一致し、前記第１ローターおよび前記第２ローターの回転の少なくとも一部の間に前記第２ローターの第２開口が前記第２マニホルドと少なくとも一部一致するように構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２ローターに対して固定され、前記第２軸と一致する軸を中心に回転するように取り付けられているシャフトをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１ローターに対して固定され、前記第１軸と一致する軸を中心に回転するように取り付けられているシャフトをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記ブレードの前記一部は前記第２ロータースロットの中に延びており、前記シールは前記シャフトに固定されている端部で終端することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１ローターは、第１開口が形成されている第１側面を有し、
前記第１ローターは、第２開口が形成されている第２側面を有し、
完全な１回転の少なくとも一部の間に、前記第１開口は前記第１室と流体連通するとともに、前記第２室とは流体連通せず、
完全な１回転の少なくとも一部の間に、前記第２開口は前記第２室と流体連通するとともに、前記第１室とは流体連通しないことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１ローターおよび前記第２ローターを収容するハウジングをさらに備え、前記ハウジングは第１のマニホルドおよび第２のマニホルドを含み、前記装置は、前記第１ローターおよび前記第２ローターの回転の少なくとも一部の間に前記第１ローターの第１開口が前記第１マニホルドと少なくとも一部一致し、前記第１ローターおよび前記第２ローターの回転の少なくとも一部の間に前記第１ローターの第２開口が前記第２マニホルドと少なくとも一部一致するように構成されていることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記シールは、前記ブレードの運動に反応して、前記第２軸に平行な軸を中心に少なくとも一部回転するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は内燃機関であり、
第１の内側側壁および第２の内側側壁ならびに内周壁によって画定されている空胴を内部に有しており、第３軸を中心に回転するように取り付けられている第３ローターと、
外面と、第１の側面および第２の側面と、第４ローターの外面領域に形成されているスロットと、前記第４ローターのスロット内部に収容されているシールとを有しており、前記第３軸に対して平行かつずれている第４軸を中心に回転するように取り付けられている前記第４ローターと、
前記第３ローターの内周壁ならびに前記第３ローターの前記第１の内側側壁および前記第２の内側側壁に固定され、その一部が前記第４ローターのスロットおよび前記第４ローターのスロットシールの中まで延びているブレードとをさらに備えており、
前記第４ローターの一部は前記第３ローターの空胴に据えられており、
前記第４ローターの外面は、前記第３ローターの内周壁に転がり接触するように構成されており、
前記第３ローターおよび前記第４ローターは、前記第３ローターおよび前記第４ローターの全２回転の進行中に第３ローター間室を交互に膨張および収縮させるように構成されており、前記第３ローター間室は、前記第３ローターのブレードによって画定されている第１端部と、前記第３ローターおよび前記第４ローター間の前記転がり接触から生じる第２端部とを有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の軸および前記第３の軸は一致しており、前記第２の軸および前記第４の軸は一致していることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１ローターおよび前記第２ローターは、前記第１ローター間室を収縮させながら、同時に第２ローター間室を膨張させるように構成されており、
前記第２ローター間室は、前記ブレードによって画定されている第１端部と、前記第１ローターおよび前記第２ローター間の前記転がり接触から生じる第２端部とをさらに含み、
前記第３ローターおよび前記第４ローターは、前記第３ローター間室を収縮させながら、同時に第４ローター間室を膨張させるように構成されており、
前記第４ローター間室は、前記第３ローターのブレードによって画定されている第１端部と、前記第３および第４のローター間の前記転がり接触から生じる第２端部とをさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１ローターおよび前記第２ローターは圧縮ガスを出力するように構成されており、前記第３ローターおよび前記第４ローターは圧縮ガスを受け取るように構成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１ローターおよび前記第２ローターは、２回連続の第１／第２ローター回転サイクルで吸気／圧縮サイクルを行うように構成されており、
前記第１ローター間室は前記２回の第１／第２ローター回転サイクルの第１回目の間、圧縮室であり、前記第２ローター間室は前記２回の第１／第２ローター回転サイクルの前記第１回目の間、吸気室であり、
前記第２ローター間室は、前記２回の第１／第２ローター回転サイクルの第２回目の間、圧縮室であり、
前記２回の第１／第２ローター回転サイクルの前記第２回目の間に、第５ローター間室が形成されて、吸気室として作用することを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記第３ローターおよび前記第４ローターは、２回連続の第３／第４ローター回転サイクルで膨張／排気サイクルを行うように構成されており、
前記第４ローター間室は前記２回の第３／第４ローター回転サイクルの第１回目の間、膨張室であり、前記第３ローター間室は前記２回の第３／第４ローター回転サイクルの前記第１回目の間、排気室であり、
前記第３ローター間室は、前記２回の第３／第４ローター回転サイクルの第２回目の間、排気室であり、
前記２回の第３／第４ローター回転サイクルの前記第２回目の間に第６ローター間室が形成されて、膨張室として作用することを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記圧縮室からの圧縮ガスは前記膨張室で膨張されることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ローターの回転の結果として回転するように構成されている電動発電機ステーターと、電動発電機電機子とをさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１ローターおよび前記第２ローターのいずれもシャフトに取り付けられていないことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１および第２のローターと前記第３および第４のローターとの間に設けられている移送流路と、
圧縮空気および燃料混合気を点火するように配置されている点火源と、
をさらに備える、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関、圧縮機、ポンプおよび他のデバイスに利用できる、改良された容積式ロータリーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン、ポンプ、圧縮機および他のデバイスの容積式圧縮および／または膨張を行うための、様々な周知のメカニズムがある。例えば、レシプロエンジンはシリンダ内にピストンを採用して、空気・燃料混合気を圧縮して、その空気・燃料混合気が点火されて膨張するときに機械的な力を出力することができる。レシプロエンジンおよび他のピストン型容積式システムは広く使われているが、当該システムには多数の欠点がある。ピストン型システムはきわめて複雑で多数の可動部品を有することになりかねない。ピストン運動の往復性は、エンジンまたは他のピストン型デバイスが作動できる速度を制限することになりかねない。他の欠点もよく知られている。
【０００３】
他の種類の容積式システムは回転運動を利用する。例えば、いくつかのロータリーエンジンおよびポンプは、空胴内で回るローターに連結されている１つまたは複数の羽根(vane)を採用する。羽根は、空胴壁との滑り接触を維持するとともに、ローターが回るときに容積が変わる１つまたは複数の室を画定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、当該設計は一定の制限をもつことになりかねない。例えば、羽根の先端と空胴壁との間に効果的なシールを維持することは問題をはらむことになりかねない。さらに、羽根と空胴壁との間に「チャタリング」が起こることになりかねない。以上の問題、およびその他の問題を克服するために、いくつかの設計は比較的多数の羽根を含むか、あるいはそうでなければ他の複雑な構成を採用する。
【０００５】
本発明は内燃機関、圧縮機、ポンプおよび他のデバイスに利用できる、改良された容積式ロータリーシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下の発明を実施するための形態でさらに説明される概念をまとめたものを簡単な形で紹介する。この概要は、本発明の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図していない。
本発明の少なくともいくつかの実施形態では、容積式ロータリーシステムはメインローターとスロット付きローターとを含んでいる。メインローターは、内部空胴と、該空胴の周側壁に装着されている固定羽根（すなわちブレード）とを含む。スロット付きローターは、メインローター内部に配置されて、メインローターブレード受入れのスロットを含む。メインローターおよびスロット付きローターは、互いにずれた平行軸を中心に回転する。ローターが回ると、ブレードとローター間シールとの間に室が形成される。ローター間シールは、スロット付きローターの外面とメインローター空胴の内周壁との間の転がり接触点またはその付近に位置する。当該室は、ローターが回転すると収縮および膨張する。
【０００７】
追加の実施形態は、１つまたは複数のメインおよびスロット付きのローター対を組み込むシステムを含んでいる。当該システムは、ロータリー内燃機関、流体圧縮機、ポンプ、流体駆動モーター、ターボチャージャー、内燃機関と電動発電機との組み合わせ、および他のシステムを含むが、これだけに制限されない。追加の実施形態は、追加のブレードおよび／または１つもしくは複数の追加のスロット付きローターを含み、メインおよびスロット付きのローター対を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】いくつかの実施形態に係るロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせを示す前面図である。
【図１Ｂ】いくつかの実施形態に係るロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせを示す側面図である。
【図１Ｃ】いくつかの実施形態に係るロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせを示す後面図である。
【図２】図１Ａに示す位置から切断した断面図である。
【図３Ａ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図３Ｂ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図３Ｃ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図３Ｄ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図３Ｅ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図３Ｆ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図３Ｇ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図３Ｈ】図２に示す位置から切断した断面図である。
【図４Ａ】図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターの前面図である。
【図４Ｂ】図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターの上面図である。
【図４Ｃ】図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターの後面図である。
【図４Ｄ】図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターの前面図である。
【図４Ｅ】図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターの上面図である。
【図４Ｆ】図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターの後面図である。
【図５Ａ】図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用メインローターの前面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す位置から切断した断面図である。
【図５Ｃ】図５Ａに示す位置から切断した断面図である。
【図５Ｄ】別の実施形態によるメインローターを示す図である。
【図５Ｅ】別の実施形態によるメインローターを示す図である。
【図６Ａ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図６Ｂ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図６Ｃ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図６Ｄ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図６Ｅ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図６Ｆ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図７Ａ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図７Ｂ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図７Ｃ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図７Ｄ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図７Ｅ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図７Ｆ】作動中の選択された時点における図１Ａ〜図１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図８Ａ】限定半径方向延長スイングシールを示す図である。
【図８Ｂ】限定半径方向延長スイングシールを示す図である。
【図８Ｃ】別の実施形態による限定半径方向延長スイングシールを示す図である。
【図９Ａ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの前面図である。
【図９Ｂ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの側面図である。
【図９Ｃ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの後面図である。
【図１０】図９Ａに示す位置から切断した断面図である。
【図１１Ａ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの前面図である。
【図１１Ｂ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの側面図である。
【図１１Ｃ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの後面図である。
【図１２】図１１Ａに示す位置から切断した断面図である。
【図１３Ａ】図１２に示す位置から切断した断面図である。
【図１３Ｂ】図１２に示す位置から切断した断面図である。
【図１３Ｃ】図１２に示す位置から切断した断面図である。
【図１３Ｄ】図１２に示す位置から切断した断面図である。
【図１３Ｅ】図１２に示す位置から切断した断面図である。
【図１３Ｆ】図１２に示す位置から切断した断面図である。
【図１４Ａ】図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用メインローターを示す図である。
【図１４Ｂ】図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用メインローターを示す図である。
【図１４Ｃ】図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用メインローターを示す図である。
【図１５Ａ】図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターの前面図である。
【図１５Ｂ】図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターの上面図である。
【図１５Ｃ】図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターの後面図である。
【図１６Ａ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１６Ｂ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１６Ｃ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１６Ｄ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１６Ｅ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の吸気／圧縮用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１７Ａ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１７Ｂ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１７Ｃ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１７Ｄ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１７Ｅ】作動中の選択された時点における図１１Ａ〜図１１Ｃのエンジンおよび電動発電機の膨張／排気用スロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図１８】別の実施形態によるロータリー内燃機関および連結されている電動発電機を示す図である。
【図１９】別の実施形態によるメインローターおよびスロット付きローターの対の断面図である。
【図２０Ａ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの断面図である。
【図２０Ｂ】ある追加実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせの断面図である。
【図２１Ａ】作動中の選択された時点における別の実施形態によるスロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図２１Ｂ】作動中の選択された時点における別の実施形態によるスロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図２１Ｃ】作動中の選択された時点における別の実施形態によるスロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図２１Ｄ】作動中の選択された時点における別の実施形態によるスロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図２１Ｅ】作動中の選択された時点における別の実施形態によるスロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【図２１Ｆ】作動中の選択された時点における別の実施形態によるスロット付きローターとメインローターとの相対位置を示す部分模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１Ａは、いくつかの実施形態に係るロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせ１００を示す前面図である。簡単にするために、エンジンおよび電動発電機１００は、単に「エンジン１００」ということもある。図１Ｂおよび図１Ｃは、エンジン１００のそれぞれ側面図および後面図である。
エンジン１００はハウジング１０１を含む。シャフト１０２は、ハウジング１０１の前面１０３および後面１０４から延びている。吸気口１０５は前面１０３に設けられている。排気口１０６は後面１０４に設けられている。
【００１０】
便宜上、図１Ａ〜図１Ｃでは、一定のエレメントは図示していない。例えば、ハウジング１０１は、ボルトで互いに固定され、１つまたは複数のガスケットで密封される１つまたは複数の部分に分割できる。ハウジング１０１は、内部の電動発電機エレメントを外部の負荷、バッテリ等に接続するために配線ハーネスが延びることができるように、１つまたは複数の開口も含んでもよい。ハウジング１０１は、冷却液ラインが通り抜けられる１つまたは複数の開口、燃料ラインもしくは他の燃料導管が燃料をハウジング１０１内部の燃焼室に送る開口等も含んでもよい。これらおよび他のエレメントの位置の選択は、一旦当業者に本明細書および添付の図面内で開示する情報が与えられたならば、そのような者にとって当たり前の設計上の選択事項であろう。
【００１１】
図２は、図１Ａに示す位置から切断したエンジン１００の断面図である。エンジン１００の前部は、吸気／圧縮用メインローター２０１と吸気／圧縮用スロット付きローター２０２とを含む。エンジン１００の後部は、膨張／排気用メインローター２０３と、膨張／排気用スロット付きローター２０４とを含む。
メインローター２０１および２０３はそれぞれ、メインローター軸ＡＭＲ１００を中心に回転する。スロット付きローター２０２および２０４はそれぞれ、シャフト１０２に装着されている。スロット付きローター２０２および２０４ならびにシャフト１０２はすべて、スロット付きローター軸ＡＳＲ１００を中心に回転する。図２を見てわかるように、軸ＡＭＲ１００およびＡＳＲ１００は互いにずれている。
【００１２】
ケーシング１０１は、電動発電機として作動するように構成できる内部コンポーネントを含む。本明細書で使用するとき、「電動発電機」は、電動機または同期発電機として作動するように構成できるコンポーネントの組み合わせも含む。電動発電機の巻線および他のコンポーネント（例、いくつかの実施形態では永久磁石）は、メインローター２０１および２０３の円周に設けられている。エンジン１００の実施形態では、電機子２０８がメインローター２０１の外周に装着されて、ハウジング１０１の内壁に装着されているステーター２０９に対して回転する。電機子２１０は、同様にメインローター２０３の外周に装着されて、これもハウジング１０１の内壁に装着されているステーター２１１に対して回転する。
【００１３】
電機子２０８および２１０、ならびにステーター２０９および２１１は、エンジン１００を始動するときにローター２０１〜２０４を回転させる電動機として使用できる。エンジン１００が始動して、自動継続する内燃サイクルが進行した後、さらにステーター２０９および２１１内での電機子２０８および２１０の回転を利用して電力を発生させることができる。ローター２０１および２０３のそれぞれが、対応するステーター内で回転するように構成されている電機子を含むが、他の実施形態は、１つだけのローターが電機子を含むエンジンおよび電動発電機を含む。例えば、他の実施形態は、１つだけのメイン／スロット付きローター対が電動発電機コンポーネントを含むエンジンを含むことができるであろう。
【００１４】
メインローター２０１は軸受２１３および軸受２１５に回転支承されている。メインローター２０３は軸受２１７および軸受２１９に回転支承されている。シャフト１０２は軸受２２１および軸受２２３に回転支承されている。
前リングシール２３０はスロット付きローター２０２の前側に設けられている。同様な後リングシール２３１はスロット付きローター２０２の後側に設けられている。スロット付きローター２０２に対して固定して、メインローター２０１の内面に対して動いてもよいシール２３０および２３１は、スロット付きローター２０２とメインローター２０１との間に形成されるローター間室を密封するのを助ける。これらの室の動作は、図６Ａ〜図６Ｆに関連して以下に述べる。
【００１５】
前リングシール２３２および後リングシール２３３は、ハウジング１０１内に設けられている。リングシール２３３は、シール２３０と連動して、圧縮空気の漏れがエンジン１００の膨張／排気側に移動するのを防ぐのを助ける。シール２３２は、シール２３０と連動して、例えば、メインローター２０１を囲むケーシング１０１の内部空間からの吸気をさせないことによって、ローター２０１と２０２との間の室への吸気が確実にポート１０５からくるようにするのを助ける。
【００１６】
リングシールが−４０℃（−４０°Ｆ）から１００℃（２１２°Ｆ）の間の温度に曝される、ある実施形態の場合、リングシールの材料は、ブナ−Ｎ、フルオロシリコン、シリコン、ネオプレン、テフロン（登録商標）、バイトン、ゴム、ニトリルおよび同様な他のものを含むことができるであろう。リングシールが１００℃を超える温度に曝されることがある実施形態の場合、リングシールの材料は、グラファイト、カーボングラファイト、フッ化物−ニクロムなどの自己潤滑性フッ化物−金属複合材、低摩擦ダイヤモンドライクカーボンで被覆した高温材料、および同様な他のものを含むことができるであろう。
【００１７】
前リングシール２３６はスロット付きローター２０４の前側に設けられている。同様な後リングシール２３７はスロット付きローター２０４の後側に設けられている。スロット付きローター２０４に対して固定して、メインローター２０３の内面に対して動いてもよいシール２３６および２３７は、スロット付きローター２０４とメインローター２０３との間に形成されるローター間室を密封するのを助ける。これらの室の動作は、図７Ａ〜図７Ｆに関連して以下に述べる。
【００１８】
前リングシール２３８および後リングシール２３９は、ハウジング１０１内に設けられている。リングシール２３８は、シール２３６と連動して、膨張する空気の漏れを防ぐのを助ける。シール２３９は、シール２３７と連動して、排気ガスが確実にポート１０６から吐き出され、メインローター２０３を囲むケーシング１０１の空間に押し込まれないようにするのを助ける。リングシール２３６〜２３９は、リングシール２３０〜２３３を形成するために使用されるものと同様の材料から形成できる。
【００１９】
新鮮な空気は、吸気口１０５からエンジン１００の吸気／圧縮側に吸い込まれる。吸気口１０５は環状給気マニホルド３０５につながっており、マニホルドは以下詳細に説明する。マニホルド３０５から吸い込まれた新鮮な空気は、これも以下に述べるように、メインローター２０１とスロット付きローター２０２との間で圧縮されてから、圧縮空気流路２４２から出力される。
【００２０】
流路２４２は燃焼室２４３に流れ込む。図２には図示していないが、燃焼室２４３は燃料噴射器および逆流防止弁も含む。エンジン１００の燃料としてガソリンを利用するいくつかの実施形態では、燃焼室２４３は、火花プラグ、予熱プラグまたは他の点火源を含んでもよい。燃料としてガソリンを利用する、他のある実施形態では、室２４３は燃料噴射器を含んでもよく、点火源はローター２０３および２０４のローター間膨張室の内部に入れることができる。このような点火源は、スロット付きローター２０４の外面の一部に組み込むことができるであろう。
【００２１】
いくつかの実施形態では、エンジン１００は複数の燃料タイプのいずれかを利用して動作するように構成し、複数の点火源を含むことができるであろう。例えば、第１点火源を室２４３に入れ、第２点火源をローター間膨張室の内部に入れることができるであろう。ディーゼル燃料、灯油および様々な他の燃料タイプを利用する場合、第１点火源を利用して、第２点火源を停止させることができるであろう。ガソリンまたは様々な他の燃料タイプを利用する場合、第１点火源を停止させて、第２点火源を利用することができるであろう。さらに他の実施形態では、室２４３は燃料噴射器を含まなくてもよい。例えば、いくつかの実施形態は、吸気口１０５のローター２０１および２０２から、上流に設けられている気化器から燃料／空気混合気を受け取ることができるであろう。
【００２２】
図２に戻ると、圧縮空気および燃焼生成物は室２４３から流路２４４を通り、メインローター２０３とスロット付きローター２０４との間のローター間膨張室に流れ込む。圧縮空気および燃焼生成物の膨張がローター２０３および２０４（ならびに、したがってローター２０１および２０２）を回転させた後、排気が掃気されて、排気口１０６から押し出される。
【００２３】
図３Ａは、図２に示す第１位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はスロット付きローター２０２の前側に位置し、図３Ａの視点はエンジン１００の前方に向いている。図３Ａで一部を見てわかるように、ブレード３０１はメインローター２０１の内周壁３０２および内側前壁３０３に固定されている。メインローター２０１の内側円周開口３０４は、ハウジング１０１の内側前面およびそれに設けられているいくつかのコンポーネントに露出している。例えば、シール２３２（前述）が視認できる。また吸気口１０５に接続している環状マニホルド３０５も視認できる。逆止め弁（図示せず）は吸気口１０５に設けることができるであろう。
【００２４】
図３Ｂは、図２に示す第２位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はリングシール２３０のちょうど後部に位置し、図３Ｂの視点はエンジン１００の後方に向いている。スロット付きローター２０２は、インレット流路３１１に接続されているインレットポート３１０を含む。図４Ａ〜図４Ｃに関連して詳細に説明するように、ポート３１０だけがローター２０２の前側に露出している。図３Ｂでは、断面の位置のために流路３１１だけが視認できる。
【００２５】
スロット付きローター２０２は、スロット３１２と割りトラニオンシール３１３とをさらに含む。シール３１３は、円筒部の形の形状を有する２つの半体３１３ａおよび３１３ｂを含む。シール半体３１３ａは壁部３１５に隣接し、シール半体３１３ｂは壁部３１６に隣接する。壁３１５および３１６は、シール半体３１３ａおよび３１３ｂの外面に一致する円筒形状を有する。ブレード３０１は、半体３１３ａおよび３１３ｂの内面によって形成されるスロット内部に設けられている。ローター２０１および２０２が回転すると、図６Ａ〜図６Ｆに関連して以下に述べるように、シール３１３は軸３１４を中心に揺動的に回転するとともに、ブレード３０１がシール３１３に滑り込んだりシール３１３から滑り出たりする。シール３１３はスロット３１２、およびブレード３０１の内部先端周囲からのガス漏れを防ぐ。シール３１３は、リングシール２３０〜２３３を形成するために使用するものと同様の材料から形成できる。
【００２６】
スロット付きローター２０２は、外縁３２０に約６０°の間隔で限定半径方向延長リーフシール３２１も含む。リーフシール３２１は、転がり接触してローター間シールを形成するローター２０１および２０２の部分の間からのガス漏れを防ぐのを助けるものであり、以下詳細に述べる。
図３Ｃは、図２に示す第３位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はリングシール２３１のちょうど前方に位置する。図３Ｃの視点はエンジン１００の前方に向いている。スロット付きローター２０２は、アウトレット流路３２６に接続されているアウトレットポート２３５をさらに含む。図４Ａ〜図４Ｃで詳細に説明したように、ポート３２５のみがローター２０２の後側に露出している。図３Ｃでは、断面の位置のために流路３２６だけが視認できる。
【００２７】
図３Ｄは、図２に示す第４位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はスロット付きローター２０２の後側に位置し、図３Ｄの視点はエンジン１００の後方を向いている。ブレード３０１は、メインローター２０１の内側後壁３２８にも固定されている。メインローター２０１の内側円周開口３２９は、ハウジング１０１の内面およびそれに設けられているいくつかのコンポーネントに露出している。例えば、シール２３３（前述）が視認できる。圧縮空気流路２４２（図２）に接続する弓状マニホルドも視認できる。
【００２８】
図３Ｅ〜図３Ｈを見てわかるように、メインローター２０３およびスロット付きローター２０４の構成は、メインローター２０１およびスロット付きローター２０２の構成と非常によく似ている。図３Ｅは、図２に示す第５位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はスロット付きローター２０４の前側に位置し、図３Ｅの視点はエンジン１００の前方に向いている。図３Ｅで一部を見てわかるように、ブレード３３４は、メインローター２０３の内周壁３３３および内側前壁３３７に固定されている。メインローター２０１の内側円周開口３３５は、ハウジング１０１の内面およびそれに設けられているいくつかのコンポーネントに露出している。例えば、シール２３８（前述）が視認できる。流路２４４（図２）に接続する弓状マニホルド３３６も視認できる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、弓状マニホルド３３６は、室２４３の弁が、加熱され圧縮された空気の次の充填量を室２４３ならびにローター２０３および２０４のローター間室に進入させるときの背圧を最小限にするように、ローター２０４の回転の約１７０°にわたり延びている。
図３Ｆは、図２に示す第６の位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はリングシール２３６のちょうど後部に位置し、図３Ｆの視点はエンジン１００の後方を向いている。スロット付きローター２０４は、インレット流路３４１に接続されているインレットポート３４０を含む。図４Ａ〜図４Ｃに関連して詳細に説明したように、ポート３４０のみがローター２０４の前側に露出している。図３Ｆでは、断面の位置のために流路３４１だけが視認できる。スロット付きローター２０４は、スロット３４２と割りトラニオンシール３４３とをさらに含む。シール３４３は、円筒部の形の形状を有する２つの半体３４３ａおよび３４３ｂを含む。シール半体３４３ａは壁部３４５に隣接し、シール半体３１３ｂは壁部３４６に隣接する。壁３４５および３４６は、シール半体３４３ａおよび３４３ｂの外面に一致する円筒形状を有する。ブレード３３４は、半体３４３ａおよび３４３ｂの内面によって形成されるスロット内に設けられている。
【００３０】
ローター２０２および２０４が回転すると、図７Ａ〜図７Ｆに関連して以下に述べるように、シール３４３は軸３４４を中心に揺動的に回転するとともに、ブレード３３４はシール３４３に滑り込んだり、シール３４３から滑り出したりする。シール３４３は、スロット３４２、およびブレード３３４の先端の周囲からのガス漏れを防ぐ。スロット付きローター２０４は外縁３５０に約６０°の間隔でリーフシール３２１をさらに含む。リーフシール３２１はローター間シールを形成するのを助け、転がり接触するローター２０３および２０４の部分の間のガス漏れを防ぐ。
【００３１】
図３Ｇは、図２に示す第７位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はリングシール２３７のちょうど前方に位置する。図３Ｇの視点はエンジン１００の前方に向いている。スロット付きローター２０４は、アウトレット流路３５２に接続されているアウトレットポート３５１をさらに含む。図４Ａ〜図４Ｃに関連して詳細に説明したように、ポート３５１のみがローター２０４の後側に露出している。図３Ｇでは、断面の位置のために流路３５２だけが視認できる。
【００３２】
図３Ｈは、図２に示す第８位置から切断したエンジン１００の断面図である。切断面はスロット付きローター２０４の後側に位置し、図３Ｈの視点はエンジン１００の後方に向いている。ブレード３３４はメインローター２０３の内側後壁３５５にも固定されている。メインローター２０３の内側円周開口３５７は、ハウジング１０１の内面およびそれに設けられているいくつかのコンポーネントに露出している。例えば、シール２３９（前述）が視認できる。排気口１０６（図２）に接続している環状マニホルド３５６も視認できる。
【００３３】
図４Ａから図４Ｃは、シャフト１０２に取り付けられているが、エンジン１００からは取り外されているスロット付きローター２０２を示す。便宜上、ローター２０２は上死点にスロット３１２がくるように、図３Ｂおよび図３Ｃに示す位置から約３０°回転している。図４Ａはローター２０２の前面図である。便宜上、図４Ａ〜図４Ｃからはリーフシール３２１を省略している。いくつかの実施形態では、ローター２０２は単一体のアルミニウムまたは他の適した材料から機械加工できる。シャフト１０２にスプラインを機械加工し、シャフト１０２が延びるローター２０２の中央穴に対応する溝を機械加工することによって、キーを使用して（図示せず）、または他の適した技術を使用して、ローター２０２をシャフト１０２に対して回転可能に固定できる。インレットポート３１０がローター２０２の前面に穴あけされて、内部流路３１１と交差する。ローター２０２およびシャフト１０２の上面図である図４Ｂを見てわかるように、流路３１１はローター２０２の外縁３２０のガス抜き開口４０２に接続している。このように、ローター２０２の前側の供給源から受け取られる空気は、インレット３１０から内部流路３１１に向かって、ガス抜き４０２から出すことができる。
【００３４】
図４Ｃはローター２０２の後面図である。アウトレットポート３２５がローター２０２の後面に穴あけされ、内部流路３２６と交差する。図４Ｂを見てわかるように、流路３２６はローター２０２の外縁３２０でガス抜き開口３２０に接続する。このように、外縁３２０で仕切られる室内の圧縮空気は、ガス抜き４０１から内部流路３２６に向かって、アウトレット３２５から出ることができる。また図４Ｃを見てわかるように、インレット３１０も流路３１１もローター２０２の後面からはアクセスできない。同様に、図４Ａを見てわかるように、アウトレット３２５も流路３２６もローター２０２の前面からはアクセスできない。
【００３５】
図４Ｄから図４Ｆは、スロット付きローター２０４のそれぞれ前面図、上面図および後面図である。ここでも、ローター２０４はスロット３４２が上死点にくるように回転されており、便宜上、リーフシール３２１は省略されている。図４Ｄから図４Ｆを図４Ａから図４Ｃと比較すると認識できるように、スロット付きローター２０４はスロット付きローター２０２と同様である。ポート３４０がローター２０４の前面に穴あけされて、内部流路３４１と交差する。流路３４１はローター２０４の外縁３５０のガス抜き開口４０３に接続している。このように、ローター２０４の前側の供給源から受け取られる圧縮空気および燃焼生成物は、インレット３４０から内部流路３４１に向かい、ガス抜き４０３から出すことができる。アウトレット３５１は流路３５２と交差し、流路３５２は外縁３５０のガス抜き開口４０４に接続している。このように、外縁３５０によって仕切られているローター間室内の排気は、ガス抜き４０４から内部流路３５２に向かい、アウトレット３５１から出ることができる。インレット３４０も流路３４１もローター２０４の後面からはアクセスできない。同様に、アウトレット３５１も流路３５２もローター２０４の前面からはアクセスできない。
【００３６】
図５Ａは、エンジン１００から取り外したメインローター２０１の前面図である。図５Ｂは、図５Ａに示す位置から切断したメインローター２０１の断面図である。図５Ｃは、図５Ａに示す第２位置から切断したメインローター２０１の別の断面図である。便宜上、ブレード３０１が上死点にくるように、ローター２０１は図３Ａ〜図３Ｄに示す位置から約３０°回転している。ローター２０１および２０３はアルミニウムまたは他の適した材料から形成できる。図５Ａを見てわかるように、ブレード３０１は下方に延びており、開口３０４から視認できる。図５Ｂおよび図５Ｃを見てわかるように、ブレード３０１は、内周壁３０２、内側前壁３０３および内側後壁３２８でローター２０１の内側に装着されている。
【００３７】
図５Ａから図５Ｃは、簡単にするためにローター２０１をモノリシックエレメントとして示しているが、ローター２０１および２０３のそれぞれは、スロット付きローターを挿入できるように分解してから、スロット付きローターを収容するために再組立てできる２以上の部材から形成することもできるであろう。図５Ｄはこのような一実施形態によるローター２０１’を示す。図５Ｅは、分解後の、図５Ｄに示す位置から切断した部分断面図である。ローター２０１’は、ローター２０１’が締め具（例、ねじ）５１２で装着される前部分５１３と後部分５１０とを備えることを除き、ローター２０１と同様である。部分５１０および５１３の隣接面間にガスケットまたは他の封止用コンパウンドを設けることができるであろう。
【００３８】
図６Ａから図６Ｆは、ローター２０１および２０２の完全な１回転中の選択された時点におけるメインローター２０１とスロット付きローター２０２との相対位置を示す部分模式図である。完全な１吸気／圧縮サイクル中、ローター２０１および２０２は全２回転する（つまり、それぞれが７２０°回転する）。別の言い方をすると、各吸気／圧縮サイクルは２回転サイクルを含む。各サイクルの前半は吸気半サイクルである。吸気半サイクル中、最初の回転（つまり、最初の３６０°回転）中に空気がローター２０１と２０２との間の第１ローター間室に吸い込まれる。各吸気／圧縮サイクルの後半は圧縮半サイクルである。吸気半サイクルの回転後すぐに続く回転（つまり、２回目の３６０°回転）中に起こる圧縮半サイクル中、空気は、ローター間の第２ローター間室で圧縮されてから、流路２４２に放出される。ローター２０１および２０２は、回転しながら、２つの個別かつ重複する吸気／圧縮サイクルを同時に行う。任意の所定の回転中、ローター２０１および２０２は、ある吸気／圧縮サイクルの吸気半サイクルと別の吸気／圧縮サイクルの圧縮半サイクルとを行っている。この構成はローターの各３６０°の回転につき１回の動力工程を提供する。
【００３９】
図６Ａから図６Ｆのそれぞれは、ローター２０１および２０２の中心を通る平面（つまり、図２の平面３Ｂ−３Ｂと３Ｃ−３Ｃの中間）から切断したローター２０１および２０２の部分断面図である。図６Ａから図６Ｆのそれぞれの視点はエンジン１００の後方に向いている。マニホルド３０５および３３０は、図６Ａ〜図６Ｆに使用される切断面のそれぞれ前方および後方の平面にある。他の平面におけるマニホルド３０５および３３０の位置は、図６Ａ〜図６Ｆに使用した切断面に破線で描いている。マニホルド３０５と３３０とを区別するために、マニホルド３０５の描写は、より細かい破線で示す。
【００４０】
図６Ａ〜図６Ｆでは、ローター２０１および２０２はそれぞれ左回りに回転する。シャフト１０２からのトルクがスロット付きローター２０２を回転させる。ブレード３０１の側面６０５に対する、スロット付きローター２０２の力が、メインローター２０１を回転させる。図６Ａでは、ローター２０１および２０２はともに上死点にある。ローター２０１および２０２は、ある吸気／圧縮サイクルの吸気半サイクルおよび別の吸気／圧縮サイクルの圧縮半サイクルを始めようとしているところである。ローター間圧縮室６０１は、ローター２０１の内周壁３０２、ローター２０２の外面３２０、ならびにローター２０２の前内壁３０３および後内壁３２８によって画定される容積を有する。室６０１は、ローター２０１および２０２の直前の回転で起こった吸気半サイクル中に、マニホルド３０５、インレット３１０および流路３１１から吸い込まれた空気を収容する。
【００４１】
図６Ｂは、ローター２０２が右回りに回転したところである。メインローター２０１もローター２０２の回転に反応して回転している。トラニオンシール３１３はやや右回りに回転しており、ブレード３０１はシール３１３からやや後退している。圧縮室６０１の容積は減少している。具体的には、室６０１は一端がブレード３０１に界接し、他端がローター２０２の外面３２０とローター２０１の内壁３０２との間の転がり接触（例、接線接触または近接線接触）により生じるローター間シール６０３に界接する。ローター２０１および２０２が回転すると、室６０１の両端が近づき、そのため室６０１の容積は減少する。室６０１の容積の減少により、室６０１に収容されている空気が圧縮される。
【００４２】
便宜上、図６Ａ〜図６Ｆではシール６０３の位置は１２時の位置に示している。実際には、シール６０３の正確な位置は１２時の位置のやや右および／または左にずれていてもよく、様々なシール３２１が１２時の位置に近づいたり遠のいたりするとやや変動する。シール３２１については、図８に関連して以下に述べる。
これも図６Ｂに図示されるように、ローター２０１および２０２が上死点を過ぎて回転すると、別のローター間吸気室６０２が生じる。室６０２の容積もブレード３０１およびローター間シール６０３に界接する。ローター２０１および２０２が回転すると、室６０２の両端はさらに離れていき、室６０２の容積は膨張する。ローター２０２の回転中ずっと、インレット３１０はマニホルド３０５に一致する。したがって、室６０２の容積が膨張すると、新鮮な空気がインレット３０５（図２）から、インレット３１０および流路３１１を通り、吸気室６０２に流れ込むことができる。
【００４３】
図６Ｃは、ローター２０１および２０２がともに上死点から１８０°回転したところである。吸気室６０２は膨張し続け、マニホルド３０５、インレット３１０および流路３１１から新鮮な空気を吸い込み続ける。圧縮室６０１が収縮し続ける結果、それに収容される空気はさらに圧縮される。シール３１３は右回りに回転しているので、図６Ａに図示するのと同じ位置（スロット付きローター２０２に対して）になっている。ブレード３０１は、スロット３１２（図４Ａを参照）からの最大後退地点に達している。
【００４４】
図６Ｄは、ローター２０１および２０２がさらに回転したところである。吸気室６０２は膨張し続け、マニホルド３０５、インレット３１０および流路３１１から新鮮な空気を吸い込み続ける。圧縮室６０１は収縮し続けて、それに収容されている空気を圧縮し続けている。ここでは、シール３１３はやや左回りに回転しており、ブレード３０１はスロット３１５に再進入し始めている。ここでも図６Ｄに図示されるように、アウトレット３２５はマニホルド３３０と一致し始めつつある。
【００４５】
図６Ｅは、アウトレット３２５がマニホルド３３０と一致し始める地点までローター２０１および２０２が回転したところを示す。この一致のために、室６０１内の圧縮空気は流路３２６およびアウトレット３２５からマニホルド３３０に、およびマニホルド３３０から圧縮空気流路２４２（図２を参照）に、より容易に流れ込むことができる。吸気室６０２は膨張し続けて、マニホルド３０５、インレット３１０および流路３１１から新鮮な空気を吸い込み続けている。
【００４６】
ローター２０１および２０２の回転のこの時点で、室２４３（図２）の弁が開き、圧縮空気が流路２４２、室２４３および流路２４４から、ローター２０３および２０４の膨張ローター間室に流れ込む。この膨張とローター２０３および２０４の動作は、図７Ａ〜図７Ｆに関連して以下でさらに詳細に述べる。室２４３内の弁の開閉は、シャフト１０２もしくは別の回転コンポーネントとの機械的連結、歯車、タイミングベルト、カム軸、電気制御サーボモーター、または他のメカニズムによって、ローター２０１および２０２の回転（ならびに／またはローター２０３および２０４の回転）にタイミングを合わせることができ、弁は回転弁または他の種類の弁にすることができるであろう。
【００４７】
図６Ｆは、図６Ａで始まった回転が完了した後のローター２０１および２０２を示す。図６Ａで圧縮半サイクルを始めた吸気／圧縮サイクルが、ここでは完了している。図６Ａで吸気半サイクルを始めた吸気／圧縮サイクルは、ここではその吸気半サイクルを完了しており、圧縮半サイクルを始めるところである。具体的には、ローター２０１および２０２が再び上死点まで回転すると、室６０２は圧縮室になる。新たなローター間吸気室も形成されて、新たな吸気圧縮サイクルの吸気半サイクルの一部として新鮮な空気を吸い込む。
【００４８】
図７Ａから図７Ｆは、ローター２０３および２０４の完全な１回転中の選択された時点におけるメインローター２０３とスロット付きローター２０４との相対位置を示す部分模式図である。完全な１膨張／排気サイクル中、ローター２０３および２０４も全２回転する（つまり、それぞれが７２０°回転する）。別の言い方をすると、各膨張／排気サイクルは２回転サイクルを含む。各膨張／排気サイクルの前半は膨張半サイクルである。膨張半サイクル中、最初の回転（つまり、最初の３６０°回転）中に圧縮空気および燃焼生成物がローター２０３と２０４との間の第１ローター間室に吹き込まれる。各膨張／排気サイクルの後半は排気半サイクルである。膨張半サイクルの回転直後に続く回転（つまり、２回目の３６０°回転）中に起こる排気半サイクル中、ローター間の第２ローター間室内の排気が掃気されて、排気口１０６から押し出される。ローター２０３および２０４は、回転するときに、２つの個別かつ重複する膨張／排気サイクルを同時に行う。任意の所定の回転中、ローター２０３および２０４は、ある膨張／排気サイクルの膨張半サイクルと別の膨張／排気サイクルの排気半サイクルとを行っている。
【００４９】
ローター２０１および２０２で同時かつ重複する吸気／圧縮サイクルが起こっている間に、ローター２０３および２０４で同時かつ重複する膨張／排気サイクルが起こる。しかし、図６Ａ〜図６Ｆと図７Ａ〜図７Ｂとのそれぞれの対応は、必ずしも意図されてはいない。つまり、ある大文字で終わる図７Ａ〜図７Ｆのうちの１つに表されるローター２０３および２０４の回転フェーズは、ローター２０１および２０２が同じ大文字で終わる図６Ａ〜図６Ｆのものに表される回転フェーズを行うときにローター２０３および２０４が行うであろう回転フェーズであっても、またはそうでなくてもよい。
【００５０】
図７Ａ〜図７Ｆのそれぞれは、ローター２０３および２０４の中心を通る平面（つまり、図２の平面３Ｆ−３Ｆと３Ｇ−３Ｇとの中間）から切断した、ローター２０３および２０４の部分断面図である。図７Ａから図７Ｆのそれぞれの視点はエンジン１００の後方に向いている。マニホルド３３６および３５６は、図７Ａ〜図７Ｆで使用されている切断面のそれぞれ前方および後方の平面にある。他の平面におけるマニホルド３３６および３５６の位置は、図７Ａ〜図７Ｆで使用されている切断面に破線で描いている。マニホルド３３６と３５６とを区別するために、マニホルド３５６の描画は、より細かい破線を使用して示す。
【００５１】
図７Ａでは、ローター２０３および２０４はともに上死点にある。ローター２０３および２０４は、ある膨張／排気サイクルの膨張半サイクルと別の膨張／排気サイクルの排気半サイクルを始めようとしているところである。ローター間排気室７０１の容積は、ローター２０３の内周壁３３３、ローター２０４の外面３５０、ならびにローター２０４の前内壁３３７および後内壁３５５の一部によって画定されている。室７０１は、前の回転中に圧縮空気および燃焼生成物がマニホルド３３６、インレット３４０および流路３４１から押し出された後に残る排気を収容する。
【００５２】
図７Ｂは、ローター２０３および２０４が、前の回転からの運動量の結果として、右回りに回転したところである。上死点からの回転のために、インレット３４０とマニホルド３３６とは一致する。トラニオンシール３４３はやや右回りに回転しており、ブレード３３４はシール３４３からやや後退している。ローター間膨張室７０２も生じている。室７０２の容積は、一端がブレード３３４に、他端がローター２０４の外面３５０とローター２０３の内壁３３３との間の転がり接触から生じるローター間シール７０５に界接する。図６Ｂ〜図６Ｅに関連して述べたローター間シール６０３と同様に、図７Ｂ〜図７Ｅではシール７０５の位置は便宜上、１２時の位置に示している。実際には、シール７０５の正確な位置は１２時の位置の左および／または右にややずれて、様々なシール３２１が１２時の位置に近づいたり遠のいたりするとやや変動する。
【００５３】
インレット３４０およびマニホルド３３６は一致するため、加熱され圧縮されたガス（空気および燃焼生成物）は燃焼室２４３から、流路２４４、マニホルド３３６、インレット３４０、流路３４１およびガス抜き開口４０３を通って、膨張室７０２に容易に流れ込むことができる。この加熱され圧縮されたガスの膨張圧が室７０２をさらに膨張させる。具体的には、膨張圧は膨張するガスを収容するために、より大きな容積を生むよう、ブレード３３４をシール７０５から離れる方向に押す。その結果生じる力がローター２０３および２０４を回転させ続ける。
【００５４】
膨張室７０２が膨張すると、排気室７０１は収縮する。この収縮は、前の膨張半サイクル（前の回転中）から残っている排気ガスを掃気して、その掃気された排気ガスをガス抜き４０４、流路３５２、アウトレット３５１、マニホルド３５６および排気口１０６に押し通す。
図７Ｃでは、インレット３４０はまだマニホルド３３６に一致しており、膨張するガスが室７０２に流入し続ける。その結果続けられる室７０２の容積の膨張が、ローター２０３および２０４に対して回転力を与え続ける。室７０１は収縮し続け、それにより排気ガスの掃気および排気が続く。シール３４３はまだ右回りに回転され、ブレード３３４はスロット３４２からさらに後退している。
【００５５】
図７Ｄおよび図７Ｅは、ローター２０３および２０４が室７０２で膨張するガスに反応して回転し続けているところである。排気室７０１は収縮し続け、排気を掃気し続けている。シール３４３は左回りに回転しており、ブレード３３４はスロット３４２（図４Ｄを参照）に再進入し始めている。
図７Ｆは、図７Ａで始まった回転が完了した後のローター２０３および２０４を示す。図７Ａで排気半サイクルを始めた膨張／排気サイクルは、ここでは完了している。図７Ａで膨張半サイクルを始めた膨張／排気サイクルは、ここではその膨張半サイクルを完了しており、排気半サイクルを始めようとしているところである。具体的には、ローター２０３および２０４が再び上死点まで回転すると、ローター間室７０２は排気室になる。新たなローター間膨張室も形成されて、新たな膨張／排気サイクルの膨張半サイクルの一部として、燃焼室２４３から、加熱され圧縮されたガスの新たな噴射を受け取る。
【００５６】
図８Ａは図３Ｂに示す位置からの拡大図であり、リーフシール３２１の追加詳細を示す。シール３２１はローター２０２の外面３２０の幅全体にわたって延びている。シール３２１は、外面３２０から離れるように偏倚されている撓みリーフエレメント８０１を含む。リーフエレメント８０１の基部末端８０２はブラケット８０３によって所定位置に保持され、ブラケット８０３は１つまたは複数の締め具８０４を使用してローター２０２に固着されている。ブラケット８０３および締め具８０４は、表面３２０がローター２０１の内側円周面３０２に対して転がるときに、リーフエレメント８０１が表面３２０と同一平面（または略同一平面）になるように十分に埋め込まれている。
【００５７】
図８Ｂは図８Ａと同様であるが、ローター２０１および２０２の相対的な回転により、シール３２１が、ローターが転がり接触する地点付近まできた後のシール３２１を示す。リーフエレメント８０１の自由端８０６は、ローター２０１の壁３０２に押し当てられる。これにより、サイド８０７からサイド８０８へのガスの流れを防ぐシールを形成する。
ローター２０４は同様に、ローター２０２のシール３２１と同様に作動する複数のリーフシール３２１を有する。いくつかの実施形態では、ローターは少なくとも５つのシール３２１を有し、その５つのシールのそれぞれとスロットの中心とが、半径方向に等しい位置を有する。具体的には、シール３２１の中心を通る半径のそれぞれについて、ローターの中心線からスロット中心までの半径はＮ×６０°であり、ここでＮ＝１、２、３、４または５である。追加のシール３２１を含めることもできるであろう。リーフエレメント８０１はニッケル基またはコバルト合金材料から形成でき、転がり接触面を低摩擦ダイヤモンドライクカーボンまたは他のコーティングで被覆したリボンシムストックとすることができるであろう。リーフエレメントはスロット付きローターに蝶着するか、または剛性状に固着することができるであろう。
【００５８】
図８Ｃは、別の実施形態によるリーフエレメント８０１’を示す。図８Ｃは、エレメント８０１’を挿入する表面３２０’の部分がメインローター２０１’の内周面と転がり接触する時点を過ぎて転がった直後のエレメント８０１’を示す。表面３２０’は、ローター２０２と同様なスロット付きローターの表面とすることができるであろう。ローター２０１’はローター２０１と同様にすることができるであろう。エレメント８０１’はエレメント８０１に使用できるものと同様な材料から形成できるであろう。
【００５９】
エンジン１００のシャフト１０２はポンプ、ターボチャージャーまたは別のデバイスに連結して、その連結されるデバイスに機械的動力を与えるために使用することができる。シャフト１０２からの動力もまた、または代わりにトランスミッションに連結して原動力を与えるために使用することができるであろう。他の実施形態では、エンジンはシャフトを含まなくてもよい。例えば、図９Ａ〜図９Ｃは、別の実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせ９００のそれぞれ前面図、側面図および後面図である。エンジン１００と同様に、エンジン９００は、ハウジング９０１と、前面９０３に設けられている吸気口９０５と、後面９０４に設けられている排気口９０６とを含む。しかし、エンジン１００とは異なり、エンジン９００は外部シャフトを含まない。エンジン９００は、例えば、電力を発生させるためにのみ使用することができるであろう。図１Ａ〜図１Ｃと同様に、図９Ａ〜図９Ｃは燃料ライン接続部、配線ハーネス接続部などの様々なエレメントは示していない。
【００６０】
図１０は、図９Ａに示す位置から切断したエンジン９００の断面図である。エンジン９００は吸気／圧縮用メインローター１００１と、吸気／圧縮用スロット付きローター１００２とを含む。エンジン９００の後部分は膨張／排気用メインローター１００３と、膨張／排気用スロット付きローター１００４とを含む。メインローター１００１および１００３はそれぞれメインローター軸ＡＭＲ９００を中心に回転する。スロット付きローター１００２および１００４はそれぞれスロット付きローター軸ＡＳＲ９００を中心に回転する。ただし、エンジン１００のローター２０２および２０４とは異なり、ローター１００２および１００４は車軸には装着されていない。ローター１００２は軸受１０２１に回転支承され、ローター１００４は軸受１０２３に回転支承される。ローター１００１および１００３はフランジ１０５７によって互いに接続されており、この接続がエンジン９００のローターセットの回転を調和させる。
【００６１】
ローター１００１および１００３は、軸受１０１３，１０１５，１０１７および１０１９によって回転支承されている。電機子１００８はローター１００１に装着されて、ステーター１００９内で回転する。電機子１０１０はローター１００３に装着されて、ステーター１０１１内で回転する。吸気口９０５は、エンジン１００のマニホルド３０５と同様なマニホルド１００６に空気を供給する。ローター１００１はエンジン１００のローター２０１と同様である。車軸の代わりに軸受１０２１のみに回転可能に取り付けられている以外は、ローター１００２はエンジン１００のローター２０２と同様で、同様なポート、流路、リーフシール等を有する。ローター１００１および１００２からの圧縮空気はエンジン１００のマニホルド３３０と同様なマニホルド（図示せず）に出力され、この圧縮空気は流路１０４２から燃焼室２４２と同様な燃焼室１０４３に流れる。加熱された圧縮ガス（空気および燃焼生成物）は室１０４３から流路１０４４を通り、マニホルド３３６と同様なマニホルド（図示せず）に流れる。
【００６２】
ローター１００３はエンジン１００のローター２０３と同様である。車軸の代わりに軸受１０２３のみに回転可能に取り付けられている以外は、ローター１００４はエンジン１００のローター２０４と同様であり、同様なポート、流路、リーフシール等を有する。加熱され圧縮されたガスは、ローター２０４の場合と同様にローター１００４に入り、ローター１００３および１００４を回転させる。ローター２０３および２０４に関連して説明した場合と同様に、排気がローター１００３および１００４から掃気されて、マニホルド１００７（マニホルド３５６と同様）および排気口９０６から押し出される。
【００６３】
他の実施形態は多数の追加の変型を含む。単なる一例としては、流路３１１および３５２などの流路をエンジン１００に関連して図示したように形成する必要はない。いくつかの実施形態では、吸気流路を吸気／圧縮用スロット付きローターの前面に溝として形成することができ、排気流路を膨張／排気用スロット付きローターの後面に溝として形成することができるであろう。
【００６４】
さらに他の実施形態では、ロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせのメインローターをシャフトに装着している。図１１Ａ〜図１１Ｃは、このようなある実施形態によるロータリーエンジンと電動発電機との組み合わせ１１００のそれぞれ前面図、側面図および後面図である。エンジン１００および９００と同様に、エンジン１１００はハウジング１１０１と、前面１１０３に設けられている吸気口１１０５と、後面１１０４に設けられている排気口１１０６とを含む。シャフト１１０２は前面１１０３および後面１１０４を貫通して延びて、エンジン１１００内のメインローターに連結されている。前述した実施形態と同様に、図１１Ａ〜図１１Ｃは、燃料ライン接続部、冷却液ライン接続部、配線ハーネス接続部などの様々なエレメントは図示していない。
【００６５】
図１２は、図１１Ａに示す位置から切断したエンジン１１００の断面図である。エンジン１１００の前部分は、吸気／圧縮用メインローター１２０１と、吸気／圧縮用スロット付きローター１２０２とを含む。エンジン１１００の後部分は、膨張／排気用メインローター１２０３と、膨張／排気用スロット付きローター１２０４とを含む。メインローター１２０１および１２０３はそれぞれ、図１３Ａおよび図１３Ｅに関連してさらに詳細に説明するように、ブレードによってシャフト１１０２に接続されている。シャフト１１０２は軸受１２２１および１２２３によって回転支承されている。メインローター１２０１は軸受１２１３および１２１５によって回転支承されている。メインローター１２０３は軸受１２１７および１２１９によって回転支承されている。
【００６６】
スロット付きローター１２０２はメインローター１２０１内に設けられて、軸受１２８６および１２８５によって回転支承されている。スロット付きローター１２０４はメインローター１２０３内に設けられて、軸受１２８４および１２８３によって回転支承されている。スロット付きローター１２０２および１２０４は軸ＡＳＲ１１００を中心に回転する。メインローター１２０１および１２０３、ならびにシャフト１１０２は、軸ＡＭＲ１１００を中心に回転する。
【００６７】
新鮮な空気は吸気口１１０５から吸い込まれて、円形マニホルド１２０６に供給される。メインローター１２０１の前面の開口は、ローター１２０１と１２０２との間に作られるローター間吸気室に新鮮な空気を流入させ、この開口は図１４Ａに関連して説明する。ローター１２０１と１２０２との間のローター間圧縮室がその空気を圧縮すると、メインローター１２０１の後壁のスロット（図１４Ｃに関連して説明する）はその圧縮空気を圧縮空気流路１２４２に流入させる。流路１２４２は燃焼室／弁１２４３に流れ込む。燃料も室１２４３に追加される。その燃料および圧縮空気の混合気が点火された後、室１２４３の弁は、結果として生じる加熱され圧縮されたガスを流路１２４４に流入させる。
【００６８】
流路１２４４は、メインローター１２０３の前面に隣接しているハウジング１１０１の壁の弓状マニホルドに接続する。その弓状マニホルドを図１３Ｄに示す。メインローター１２０３の前面の開口は、加熱され圧縮されたガスをローター１２０３と１２０４との間のローター間膨張室に進入させる。そのガスが膨張すると、結果として生じる力がローター１２０３および１２０４を回転させる。ガスが膨張した後、排気はローター１２０３および１２０４によって形成されるローター間排気室に掃気されてから、円形マニホルド１２０７および排気口１０６から押し出される。
【００６９】
リングシール１２９８および１２９９はメインローター１２０１の前面に面するハウジング１１０１の壁に設けられている。シール１２９８および１２９９は、吸気口１１０５から新鮮な空気だけを確実にマニホルド１２０６に供給するのを助ける。リングシール１２９５および１２９４はメインローター１２０１の後面に面するハウジング１１０１の壁に設けられている。シール１２９５および１２９４は、圧縮空気が流路１２４２以外のハウジング１１０１の部分に漏れるのを防ぐように、ローター１２０１と１２０２との間にその圧縮空気を収容するのを助ける。スロット付きローター１２０２の前面のリングシール１２９７およびスロット付きローター１２０２の後面のリングシール１２９６は、圧縮空気が、ローター１２０１および１２０２によって形成される圧縮室から漏れるのを防ぐのを助ける。
【００７０】
リングシール１２９３および１２９２は、メインローター１２０３の前面に面するハウジング１１０１の壁に設けられている。シール１２９３および１２９２は、加熱され圧縮されたガスがローター１２０３と１２０４との間のローター間膨張室に進入するように、流路１２４４から流入するそのガスを収容するのを助ける。リングシール１２８９および１２８８は、メインローター１２０３の後面に面するハウジング１１０１の壁に設けられている。シール１２８９および１２８８は排気がポート１１０６を通り抜けるのを助ける。スロット付きローター１２０４の前面のリングシール１２９１およびスロット付きローター１２０４の後面のリングシール１２９０は、膨張するガスが、ローター１２０３および１２０４によって形成されるローター間膨張室から漏れるのを防ぐのを助ける。
【００７１】
図１３Ａは、図１２に示す第１位置から切断した断面図である。図１３Ａでよりはっきり見てわかるように、吸気口１１０５はマニホルド１２０６に接続している。マニホルド１２０６は、メインローター１２０１の前面に面するハウジング１１０１の部分の全周にわたって延びている。いくつかの実施形態では、ローター１２０１および１２０２からの逆流が吸気口１１０５に通過するのを防ぐために、逆止め弁を吸気口１１０５に設けることができるであろう。
【００７２】
図１３Ｂは、図１２に示す第２位置から切断した断面図である。ブレード１３０１はメインローター１２０１の内周壁１３０２をシャフト１１０２に接続する。円筒形の割りトラニオンシール１３１３の２つの半体１３１３ａおよび１３１３ｂはスロット付きローター１２０２のスロット１３１２に収容されている。ブレード１３０１は半体１３１３ａと１３１３ｂとの間を滑り、シール１３１３はスロット１３１２内で回転できる。シール１３１３はエンジン１００に関連して説明したシール３１３と同様に作動し、ガスがスロット１３１２に通過するのを防ぐ。図１６Ａ〜図１６Ｅに関連して以下説明するように、シール１３１３は、スロット付きローター１２０２の壁１３０２と外面１３２０との間に吸気および圧縮用のローター間室を形成させることができる。図示していないが、リーフシール３２１と同様なリーフシールを表面１３２０に含めることができるであろう。
【００７３】
図１３Ｃは、図１２に示す第３位置から切断した断面図である。図１３Ｃを見てわかるように、弓状マニホルド１３３０は、メインローター１２０１の後面に面するハウジング１１０１の部分に小さな弧状に延びている。マニホルド１３３０は流路１２４２に接続されている。
図１３Ｄは、図１２に示す第４位置から切断した断面図である。図１３Ｄを見てわかるように、弓状マニホルド１３３６は、メインローター１２０３の前面に面するハウジング１１０１の部分に小さな弧状に延びている。マニホルド１３３６は流路１２４４に接続されている。いくつかの実施形態では、弓状マニホルド１３３６は、室１２４３内の弁が、加熱され圧縮された空気の次の充填量を室１２４３に入れ、さらにローター１２０３および１２０４のローター間室に入れるときに背圧を最小限にするために、ローター１２０４の回転の約１７０°にわたって延びている。
【００７４】
図１３Ｅは、図１２に示す第５位置から切断した断面図である。ブレード１３３４は、メインローター１２０３の内周壁１３３３をシャフト１１０２に接続する。円筒形の割りトラニオンシール１３４３の２つの半体１３４３ａおよび１３４３ｂはスロット付きローター１２０４のスロット１３４２に収容されている。ブレード１３３４はシール１３４３の半体の間を滑り、シール１３４３はスロット１３４２内で回転できる。シール１３４３は、エンジン１００に関連して説明したシール３４３と同様に作動し、ガスがスロット１３４２に通過するのを防ぐ。図１７Ａ〜図１７Ｅに関連して説明するように、シール１３４３は、スロット付きローター１２０４の壁１３３３と外側円周面１３２０との間に膨張および排気用のローター間室を作るのを可能にする。図示していないが、リーフシール３２１と同様なリーフシールも表面１３２０に含むことができるであろう。
【００７５】
図１３Ｆは、図１２に示す第６位置から切断した断面図である。図１３Ｆでよりはっきり見てわかるように、排気口１１０６はマニホルド１２０７に接続している。マニホルド１２０７は、メインローター１２０３の後面に面するハウジング１１０１の部分の全周にわたって延びている。
図１４Ａは、エンジン１１００からは取り外しているが、シャフト１１０２に装着しているメインローター１２０１の前面図である。図１４Ｂは、図５Ａに示す位置から切断したメインローター１２０１およびシャフト１１０２の断面図である。図１４Ｃは、エンジン１１００からは取り外しているが、シャフト１１０２に装着されているメインローター１２０１の後面図である。便宜上、ブレード１３０１が上死点にくるように、ローター１２０１は図１３Ｂに示す位置から約３０°回転させている。ローター１２０３はローター１２０１と実質的に同一であってもよい。ローター１２０１および１２０３はアルミニウムまたは他の適した材料から形成できる。図１４Ａを見てわかるように、ブレード１３０１は下方に延びて、シャフト１１０２に接続されている。図１４Ｂを見てわかるように、ブレード１３０１は、内周壁１３０２、内側前壁１４１０および内側後壁１４１１でローター１２０１の内側に装着されている。
【００７６】
ローター１２０１の前部１４９８の吸気開口１４９９は、ローター１２０１と１２０２との間のローター間吸気室に空気が入るようにマニホルド１２０６と協働する。ローター１２０３の前部の同様な開口は、ローター１２０３と１２０４との間のローター間膨張室に、加熱され圧縮されたガスが流入できるよう、マニホルド１３３６と協働する。ローター１２０１の後部１４９６のアウトレット開口１４９７は、加熱され圧縮されたガスがローター１２０１と１２０２との間のローター間圧縮室から流路１２４２に流れるようにマニホルド１３３０と協働する。ローター１２０３の後部の同様な開口は、排気がローター１２０３と１２０４との間のローター間排気室から排気口１１０６に流れるようにマニホルド１２０７と協働する。
【００７７】
図１４Ａから図１４Ｃは、簡単にするためにローター１２０１およびシャフト１１０２をモノリシックエレメントとして示しているが、ローター１２０１および１２０３のそれぞれは、スロット付きローターに挿入できるように分解してから、そのスロット付きローターを収容するために再組立てできる複数の部材から形成することができるであろう。ブレード１３０１の端部は、シャフト１１０２に切り込まれている溝内に据えることができるであろう。同様に、メインローター１２０３のブレード１３３４の端部は、シャフト１１０２に切り込まれている別の溝内に据えることができるであろう。
【００７８】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、スロット付きローター１２０２のそれぞれ前面図、上面図および後面図である。スロット付きローター１２０４は実質的に同一である。便宜上、スロット１３１２が上死点にくるように、ローター１２０２は図１３Ｂに示す位置から約３０°回転している。第１切欠き１５０１はローター１２０２の前部に形成されて、ローター１２０１の開口１４９９と協働する。第２切欠き１５０２はローター１２０２の後部に形成されて、ローター１２０１の開口１４９７と協働する。切欠き１５０１と同様なローター１２０４の前部の切欠きは、ローター１２０１の開口１４９９と同様なローター１２０３の開口と協働する。切欠き１５０２と同様なローター１２０４の後部の切欠きは、ローター１２０１の開口１４９７と同様なローター１２０３の開口と協働する。
【００７９】
図１６Ａから図１６Ｅは、ローター１２０１および１２０２の完全な１回転中の選択された時点におけるメインローター１２０１およびスロット付きローター１２０２の相対位置を示す部分模式図である。エンジン１００と同様に、ローター１２０１および１２０２は吸気／圧縮サイクル中に全２回転する（つまり、それぞれが７２０°回転する）。別の言い方をすると、各吸気／圧縮サイクルは２回転サイクルを含む。各サイクルの前半は吸気半サイクルである。吸気半サイクル中、最初の回転（つまり、最初の３６０°の回転）中にローター１２０１と１２０２との間のローター間吸気室に空気が吸い込まれる。各吸気／圧縮サイクルの後半は圧縮半サイクルである。吸気半サイクルの回転直後に続く回転（つまり、２回目の３６０°の回転）中に起こる圧縮半サイクル中、吸気室は圧縮室になって、空気が圧縮される。ローター１２０１および１２０２は、回転するときに、２つの個別かつ重複する吸気／圧縮サイクルを同時に行う。任意の所定の回転中、ローター１２０１および１２０２は、ある吸気／圧縮サイクルの吸気半サイクルと、別の吸気／圧縮サイクルの圧縮半サイクルとを行っている。
【００８０】
図１６Ａから図１６Ｅのそれぞれは、図１３Ｂに使用された平面から切断したローター１２０１および１２０２の部分断面図である。図１６Ａから図１６Ｅのそれぞれの視点はエンジン１１００の後方に向いている。簡単にするために、マニホルド１２０６および１３３０の位置、および開口１４９９および１４９７の位置は、図１６Ａ〜図１６Ｅの切断面には描いていない。しかし、これらマニホルドおよび開口の位置は、図１６Ａ〜図１６Ｅと図１３Ａ〜図１３Ｃ、図１４Ａおよび図１４Ｃとを比較すると容易に推定できる。
【００８１】
図１６Ａ〜図１６Ｅでは、ローター１２０１および１２０２はそれぞれ左回りに回転する。シャフト１１０２からのトルクがメインローター１２０１を回転させる。ブレード１３０１の力がスロット付きローター１２０２を回転させる。図１６Ａでは、ローター１２０１および１２０２はともに上死点にある。ローター１２０１および１２０２は、ある吸気／圧縮サイクルの吸気半サイクルおよび別の吸気／圧縮サイクルの圧縮半サイクルを始めようとしているところである。ローター間圧縮室１６０１は、ローター１２０１の内周壁１３０２、ローター１２０２の外面１３２０、ならびに前内壁１４１０および後内壁１４１１の一部によって画定される容積を有する。室１６０１は、ローター１２０１および１２０２の直前の回転中に起こった吸気半サイクルでマニホルド１２０６および開口１４９９から吸い込まれた空気を収容する。
【００８２】
図１６Ｂは、ローター１２０１および１２０２が左回りに回転したところである。トラニオンシール１３１３はやや右回りに回転しており、ブレード１３０１はスロット付きローター１２０２から出始めたところである。圧縮室１４０１の容積は減少している。具体的には、室１４０１は一端がブレード１３０１に界接し、他端がローター１２０２の外面１３２０とローター１２０１の内壁１３０２との間の転がり接触から生じるローター間シール１６０５に界接する。ローター１２０１および１２０２が回転すると、室１６０１の両端が近づいてくるので、室１６０１の容積は減少する。室１６０１の容積の減少により、室１６０１に収容されている空気が圧縮される。
【００８３】
いくつかの実施形態では、圧縮室１４０１は圧縮サイクル中ずっと流路１２４２（図１２）と流体連通したままである。室１２４３の弁は、圧縮ガスが室１２４３から流路１２４４に、さらにローター１２０３および１２０４のローター間室に流入するサイクルの時点まで閉じたままである。
これも図１６Ｂを見てわかるように、ローター１２０１および１２０２が上死点を過ぎて回転すると、別のローター間吸気室１６０２が生じる。室１６０２の容積もブレード１３０１および転がり接触シール１６０５に界接する。ローター１２０１および１２０２が回転すると、室１６０２の両端はさらに隔たりが大きくなって、室１６０２の容積が膨張する。室１６０２の容積が膨張すると、新鮮な空気がマニホルド１２０６から吸気室１６０２に流れる。
【００８４】
図１６Ｃは、ローター１２０１および１２０２がともに上死点から１８０°回転したところである。吸気室１６０２は膨張し続けて、マニホルド１２０６および開口１４９９から新鮮な空気を吸い込み続けている。圧縮室１６０１が収縮し続ける結果、それに収容されている空気はさらに圧縮される。シール１３１３は図１６Ａに図示するのと同じ位置（ローター１２０２に対して）になるように、右回りに回転している。ブレード１３０１はスロット１３１２からの最大後退地点に到達している。
【００８５】
図１６Ｄは、ローター１２０１および１２０２がさらに回転したところである。吸気室１６０２は膨張し続け、マニホルド１２０６から新鮮な空気を吸い込み続ける。圧縮室１６０１は収縮し続け、それに収容されている空気を圧縮し続ける。シール１３１３は、ここではやや左回りに回転しており、ブレード１３０１はスロット１３１２に再進入し始めている。圧縮サイクルのほぼこの時点で、燃料が室１２４３（図１２）に噴射されて点火され、室１２４３の弁が開くので、圧縮空気が室１６０１から、開口１４９７、流路１２４２、室１２４３、流路１２４４、マニホルド１３３６を通って、ローター１２０３および１２０４のローター間室に逃れる。ローター１２０３および１２０４の作動は、図１７Ａから図１７Ｅに関連して述べる。
【００８６】
図１６Ｅは、図１６Ａで始まった回転が完了した後のローター１２０１および１２０２を示す。図１６Ａで圧縮半サイクルを始めた吸気／圧縮サイクルは、ここでは完了している。図１６Ａで吸気半サイクルを始めた吸気／圧縮サイクルは、ここではその吸気半サイクルを完了しており、圧縮半サイクルを始めようとしているところである。具体的には、ローター１２０１および１２０２が上死点まで再び回転すると、室１６０２は圧縮室になる。新たなローター間吸気室も形成されて、新たな吸気圧縮サイクルの吸気半サイクルの一部として新鮮な空気を吸い込む。
【００８７】
図１７Ａから図１７Ｅは、ローター１２０３および１２０４の完全な１回転中の選択された時点におけるメインローター１２０３およびスロット付きローター１２０４の相対位置を示す部分模式図である。完全な１膨張／排気サイクル中、ローター１２０３および１２０４も全２回転する（つまり、それぞれ７２０°回転する）。別の言い方をすると、各膨張／排気サイクルは２回転サイクルを含む。
【００８８】
各膨張／排気サイクルの前半は膨張半サイクルである。膨張半サイクル中、ローター１２０３および１２０４が最初の回転（つまり、最初の３６０°の回転）を受けると、圧縮空気および燃焼生成物はローター１２０３と１２０４との間のローター間膨張室に吹き込まれる。
各膨張／排気サイクルの後半は排気半サイクルである。膨張半サイクルの回転直後に続く回転（つまり、２回目の３６０°の回転）中に起こる排気半サイクル中、膨張室は排気室になる。その排気室中の排気は掃気されて、排気口１１０６から押し出される。ローター１２０３および１２０４は、回転するときに、２つの個別かつ重複する膨張／排気サイクルを同時に行う。任意の所定の回転中、ローター１２０３および１２０４は、ある膨張／排気サイクルの膨張半サイクルと、別の膨張／排気サイクルの排気半サイクルとを行っている。
【００８９】
ローター１２０１および１２０２で同時かつ重複する吸気／圧縮サイクルが起こっている間、ローター１２０３および１２０４の同時かつ重複する膨張／排気サイクルが起こる。しかし、図１６Ａ〜図１６Ｅと図１７Ａ〜図１７Ｅとのそれぞれの対応は必ずしも意図されてはいない。つまり、ある大文字で終わる図１７Ａ〜図１７Ｅのうちの１つに描かれるローター１２０３および１２０４の回転フェーズは、ローター１２０１および１２０２が、同じ大文字で終わる図１６Ａ〜図１６Ｅのもので描かれる回転フェーズを行うときにローター１２０３および１２０４が行うであろう回転フェーズであってもよく、またはそうでなくてもよい。
【００９０】
図１７Ａから図１７Ｅのそれぞれは、図１３Ｅに使用された平面から切断したローター１２０３および１２０４の部分断面図である。図１７Ａから図１７Ｅのそれぞれの視点はエンジン１１００の後方を向いている。簡単にするために、マニホルド１３３６および１２０７の位置、ならびにローター１２０１の開口１４９９および１４９７と同様なローター１２０３の開口の位置は、図１７Ａ〜図１７Ｅの切断面には描写していない。しかし、これらマニホルドおよび開口の位置は、図１７Ａ〜図１７Ｅと図１３Ｄ〜図１３Ｆ、図１４Ａおよび図１４Ｃとを比較することによって容易に推定できる。
【００９１】
図１７Ａでは、ローター１２０３および１２０４はともに上死点にある。ローター１２０３および１２０４は、ある膨張／排気サイクルの膨張半サイクルおよび別の膨張／排気サイクルの排気半サイクルを始めようとしているところである。ローター間排気室１７０１の容積は、ローター１２０３の内周１３３３、ローター１２０４の外面１３５０、ならびにローター１２０３の前および後内壁の一部によって画定されている。室１７０１は、前の回転中に圧縮空気および燃焼生成物がマニホルド１３３６およびローター１２０３の前部の開口（ローター１２０１の前部の開口１４９９と同様）から押し出された後に残る排気を収容する。
【００９２】
図１７Ｂは、前の回転からの運動量の結果、ローター１２０３および１２０４が右回りに回転したところである。トラニオンシール１３４３はやや右回りに回転しており、ブレード１３３４はスロット１３４２からやや後退している。ローター間膨張室１７０２も形成されている。室１７０２の容積は一端がブレード１３３４に界接し、他端がローター１２０４の外面１３５０とローター１２０３の内面壁との転がり接触から生じるローター間シール１７０５に界接する。
【００９３】
マニホルド１３３６はローター１２０３の前部の開口に一致するため、加熱され圧縮されたガス（空気および燃焼生成物）は燃焼室１２４３から、流路１２４４、マニホルド１３３６およびローター１２０３の前開口を通って、膨張室１７０２に容易に流入できる。この加熱され圧縮されたガスの膨張圧が、室１７０２をさらに膨張させる。具体的には、膨張圧がブレード１３３４をシール１７０５から離れるように押すので、膨張するガスを収容する容積がより大きくなる。結果として生じる力がローター１２０３および１２０４を回転させ続ける。
【００９４】
膨張室１７０２が膨張すると、排気室１７０１は収縮する。この収縮は、前の膨張半サイクル（前の回転中）から残っている排気ガスを、ローター１２０３の後部の開口（ローター１２０１の後部の開口１４９７と同様）、マニホルド１２０７および排気口１１０６に押し流す。
図１７Ｃは、ローター１２０３および１２０４がともに上死点から１８０°回転したところである。室１７０２内のガスの継続的な膨張が、ローター１２０３および１２０４に回転力を与え続ける。室１７０１は収縮し続け、それにより排気ガスの掃気および排気を続ける。シール１３４３は右回りに回転するので、図１７Ａに図示するのと同じ位置（スロット付きローター１２０４に対して）になっている。ブレード１３３４はスロット１３４２からの最大後退地点に達している。
【００９５】
図１７Ｄでは、ローター１２０３および１２０４は室１７０２内のガスの膨張に反応して回転し続けている。排気室１７０１は収縮し続け、排気ガスを掃気し続けている。シール１３４３は左回りに回転しており、ブレード１３３４はスロット１３４２に再進入し始めている。
図１７Ｅは、図１７Ａで始まった回転が完了した後のローター１２０３および１２０４を示す。図１７Ａで排気半サイクルを始めた膨張／排気サイクルは、ここでは完了している。図１７Ａで膨張半サイクルを始めた膨張／排気サイクルは、ここではその膨張半サイクルを完了しており、排気半サイクルを始めようとしているところである。具体的には、ローター１２０３および１２０４が再び上死点まで回転すると、室１７０２は排気室になる。新たなローター間膨張室も形成されて、新たな膨張／排気サイクルの膨張半サイクルの一部として燃焼室１２４３から、加熱され圧縮されたガスの新たな噴射を受け取る。
【００９６】
図２０Ａは、エンジンと電動発電機との組み合わせ２０００の断面図である。図２０Ｂは、図２０Ａに示す位置から切断した断面図である。エンジン２０００は、ハウジング２０５９の軸受によって回転支承されているメインローター２００１および２００３とスロット付きローター２００２および２００４とを含む。エンジン２０００は、そのローター２００１および２００３が互いにおよびシャフト２０９２に接続されていることを除き、エンジン１１００と同様である。この接続は、メインローターブレード（例、図２０Ｂに図示するブレード２０９３）にかかるトルクを減少させる。
【００９７】
以上説明した実施形態では、電動発電機の電機子およびステーターはロータリー内燃機関のメインローターを取り囲み、同じハウジングに収容されている。他の実施形態は前に説明したものと同様なロータリー内燃機関を含むが、電動発電機コンポーネントは同じハウジング内に含まれ、しかし、メインローターを取り囲まない。
このような実施形態の一実施例を図１８に図示する。図１８は、図２、図１０および図１２で使用した位置と同様な位置から切断した断面図である。ロータリー内燃機関１８００はエンジン１１０１と同様であるが、メインローターを取り囲む電機子およびステーターがない。別の電動発電機１８８０（電機子１８０８およびステーター１８０９を有する）はエンジン１８００のシャフト１８０２に連結されている。さらに他の実施形態では、別のハウジング内の別の電動発電機をロータリー内燃機関のシャフトに連結できる。
【００９８】
図１〜図１８、図２０Ａおよび図２０Ｂの実施形態では、各メインローターが１つのブレードを含んでいた。他の実施形態では、メインローターは追加ブレードを有してもよい。図１９は、このような一実施形態によるメインローターおよびスロット付きローターの部分模式断面図である。図１９は、固定ブレード１９７９と２つのスイングブレード１９７８および１９７７とを有するメインローター１９０１を示す。固定ブレード１９７９は、スロット１９１２内の割りトラニオンシール１９１３内に嵌合している。ローター１９０１および１９０２が回転すると、ブレード１９７９は、ブレード３０１に関連して説明した場合と同様に、スロット１９１２内で動く。ブレード１９７８は、スロット１９７５内の割りトラニオンシール１９７６内に嵌合している。ブレード１９７８の端部１９６０は溝１９６１に捕えられて、ブレード１９７８のヒンジピボットとして作用する。ブレード１９７７は、スロット１９７３内の割りトラニオンシール１９７４内に嵌合している。ブレード１９７７の端部１９６２は溝１９６３に捕えられて、ブレード１９７７のヒンジピボットとして作用する。ブレード１９７９の側面は、ローター２０１に関連して図示した場合と同様に、メインローター１９０１の内壁に固定されている。ブレード１９７８および１９７７の側面は、メインローター１９０１の内壁にわたって揺れ動く摺動シールを形成する。
【００９９】
ブレード１９７８および１９７７の追加により、ローター１９０１と１９０２との間に２つの追加のローター間室が生じる。圧縮に使用されるメイン／スロット付きローター対では、これらの追加室は追加圧縮段に使用できる。膨張に使用されるメイン／スロット付きローター対では、追加室は追加膨張段に使用できる。他の実施形態は、１つの固定ブレードと１つのスイングブレードとを有するメインローターを含む。他の実施形態は、３つ以上のスイングブレードを有するメインローターを含む。
【０１００】
図２１Ａ〜図２１Ｆは、回転サイクル中の選択された時点における、別の実施形態によるメインローター２１０１とスロット付きローター２１０２との相対位置を示す部分模式図である。図２１Ａ〜図２１Ｆは、図６Ａ〜図６Ｆ、図７Ａ〜図７Ｆ、図１６Ａ〜図１６Ｅおよび図１７Ａ〜図１７Ｅに関連して使用した切断面と同様の切断面に基づく断面図である。
【０１０１】
ローター２１０１および２１０２はローター１２０１および１２０２（ならびにローター１２０３および１２０４）と同様であり、ブレード２１９３はメインローター２１０１の内周面に固定されて、メインローター２１０１と同じ軸を中心に回転する。シール２１１３はシール１３１３および１３４３と同様である。ただし、ローター１２０１および１２０２の実施形態とは異なり、ブレード２１９３は内側ハブローター２１９１に装着されている。ハブローター２１９１はシャフト２１９２に装着されている。シャフト２１９２は別のグループのローターおよび／または外部コンポーネントに連結できる。メインローター２１０１、ハブローター２１９１、シャフト２１９２およびブレード２１９３はすべて共通軸を中心に回転する（この共通軸は図２１Ａ〜図２１Ｆのシャフト２１９２の中心にある）。スロット付きローター２１０２は、この共通軸に平行であって、かつこの共通軸からずれている別の軸を中心に回転する。
【０１０２】
ハブローター２１９１およびブレード２１９３は、ローターが回転すると収縮および膨張する２つの追加の室を作るように作動する。具体的には、ハブローター２１９１の外面は、ローター間シール２１８５を形成するようにスロット付きローター２１０２の内周壁と転がり接触する。リーフシールもハブローター２１９１の外面に含めて、シール２１８５を作る助けをすることができるであろう。図２１Ａを見てわかるように、２つの内部室２１８３および２１８４は、ローターが上死点になるときに存在する。室２１８３および２１８４のそれぞれは、端部がシール２１８５およびブレード２１９３に界接する。室２１８３および２１８４の前側および後側は、メインローター２１０１の内面および／またはハウジング（図示せず）の内面によって形成することができるであろう。外側室２１８１（室１６０１および１７０１と同様）も図２１Ａで視認できる。
【０１０３】
図２１Ｂは、ローター２１０１，２１０２および２１９１が右回りに回転したところである。外側室２１８２（室１６０２および１７０２と同様）がブレード２１９３とローター間シール２１０５との間に形成される。外側室２１８１および内側室２１８３は収縮している。内側室２１８４は膨張している。
図２１Ｃは、ローター２１０１，２１０２および２１９１が左回りに１８０°回転したところを示す。内側室２１８３はここではなくなっており、内側室２１８４は最大膨張に達している。外側室２１８１は収縮し続け、外側室２１８２は膨張し続けている。
【０１０４】
図２１Ｄは、ローター２１０１，２１０２および２１９１が１８０°を超えて左回りに回転したところを示す。外側室２１８１は収縮し続けている。外側室２１８２は膨張し続けている。内側室２１８４は収縮し始めている。ブレード２１９３とローター間シール２１８５との間に新たな内側室２１８６が形成されている。
図２１Ｅは、ローター２１０１，２１０２および２１９１がさらに左回りに回転したところを示す。外側室２１８１および内側室２１８４は収縮し続けている。外側室２１８２および内側室２１８６は膨張し続けている。
【０１０５】
図２１Ｆは、ローター２１０１，２１０２および２１９１が上死点に戻ったところを示す。内側室２１８４は、ここでは図２１Ａの室２１８３と同様である。内側室２１８６は、ここでは図２１Ａの室２１８４と同様である。外側室２１８１はなくなっており、外側室２１８２は、ここでは図２１Ａの室２１８１と同様である。
ローター２１０１，２１０２および２１９１と同様なローターの構成は、適切な管路およびマニホルドを備えて、吸気／圧縮および動力／排気を１セットのローターに組み込むために使用できる。例えば、内側室は吸気および圧縮に使用して、内側室からの圧縮空気を膨張用外側室に導くことができるであろう。あるいは、ローター２１０１，２１０２および２１９１と同様なローターの構成は、多段圧縮または多段膨張に使用できるであろう。
【０１０６】
様々な実施形態は、吸気および圧縮用の１つのメイン／スロット付きローター対と、膨張および排気用の別のメイン／スロット付きローター対とを有するエンジンを含むが、他の実施形態は異なる構成を有していてもよい。ある実施形態は前の実施形態で説明したようなメイン／スロット付きローター対を含むことができるが、これは別のメイン／スロット付きローター対とともに使用しない。例えば、メイン／スロット付きローター対は電動機に連結して、圧縮機として使用できるであろう。別の実施例として、メイン／スロット付きローター対を余剰加熱ガス（例、ガスタービンエンジンから抽気されるガス）の供給源に接続して、補助動力源として使用することができるであろう。ある実施形態は、膨張用メイン／スロット付きローター対の１つまたは複数の段に連結されている圧縮用メイン／スロット付きローター対の１つまたは複数の段も有することができるであろう。
【０１０７】
さらに他の実施形態は、前述の仮特許出願第６１／３１３，８３３号に説明するような、１つのメインローター内に複数のスロット付きローターおよび／または１つもしくは複数のスイングブレードを有する複数のスロット付きローターを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、吸気口（例、任意のポート１０５，９０５もしくは１１０５）に回転弁または他の種類の弁を設けて、回転サイクルのある時点で吸気を遮断するために、吸気／圧縮用ローター対の回転とタイミングを合わせることができるであろう。エンジンに２つ以上のメイン／スロット付きローター対を使用する実施形態では、ローター対の回転サイクルは同位相にする必要はない（例、１対が上死点のときに、別の対が上死点からずれていることができるであろう）。しかし、少なくともいくつかの実施形態では、吸気／圧縮用ローター対および膨張／排気用ローター対の位相は、２つのローター対の間で流路の弁によって放出される、加熱され圧縮されたガスを受けるために、ローター間排気室に十分な容積をもつようにタイミングが合わせられる。いくつかの実施形態では、シャフト内の流路を、スロット付きローターの内部の１つまたは複数の弁と連動して使用して、ローター間室への流入およびローター間室からの流出を促すことができるであろう。
【０１０８】
前述したようなメインおよびスロット付きのローター対を利用する内燃機関および他のシステムは多数の利点を提供できる。当該システムは、必要な可動コンポーネントおよびシールの数を少なくしてもよい。エネルギー損、加熱および摩耗を一層低減するために、周知の低摩擦および／または自己潤滑性材料を、滑り接触または転がり接触する表面に使用することができる。いくつかの実施形態による容積式の形状は、各３６０°のブレードの回転中に２７０°を超える吸気または燃料／空気混合気の圧縮および燃焼ガス膨張を提供してもよい。室の寸法および流体移送ポートは吸気圧縮比、例えば６から２０、およびほぼ大気圧の燃焼ガス排気に合わせたサイズにすることができる。従来の燃料および代替燃料を使用してエネルギー効率運転および低排気エミッションを達成できる。負荷支持面に硬くて耐久性のある低摩擦材料およびコーティングを使用すると、オイル潤滑式、燃料潤滑式、またはおそらく無潤滑式で信頼性のある作動ができるエンジンを提供できる。実施形態は、高回転速度（例、６０，０００ｒｐｍ以上）で作動できるエンジンおよび他のシステムを含むことができる。様々な実施形態によるエンジンおよび他のシステムは、多様なサイズのローターを含むことができる。例えば、いくつかの実施形態は直径が１インチ未満のメインローターを含んでもよい。別の実施例として、いくつかの実施形態は直径が数フィート以上のメインローターを有してもよい。
【０１０９】
少なくともいくつかの実施形態によるロータリーエンジンおよび電動発電機は小型かつ軽量で、高出力密度を有することになり、ハイブリッド電気自動車または他のアプリケーションの効率的な動力源を提供できるであろう。本明細書で説明したもののようなメインおよびスロット付きのローター対は、流体圧縮機、流体ポンプ、流体駆動電動発電機、ターボチャージャーおよび他のシステムに組み込むこともできる。
【０１１０】
いくつかの実施形態は潤滑剤として燃料を利用し、および／またはブレードシールを増やしてもよい。様々な実施形態による内燃機関は様々な燃料（例、ガソリン、ディーゼル、バイオ燃料、他の代替燃料）を利用できる。
以下に、前述した実施形態および／または他の実施形態のいくつかに存在してもよい特徴の非包括的なリストを記載する。すべての実施形態が以下に説明する（または上で説明した）特徴のすべてを有する必要はなく、以下のリストは本質的な特徴のリストを意図するものではない。
【０１１１】
ロータリー内燃機関は１つまたは複数の空胴を有するハウジングを含むことができる。各空胴は、メインローターと、メインローターに対してずれた平行軸に取り付けられている、より小型のスロット付きローターと、吸気口および排気口と、燃料噴射器または気化器を有する燃焼室と、点火源（例、燃料に応じて火花プラグ、予熱プラグもしくは圧縮加熱）とを収容してもよい。ブレードは、メインローターの内部径方向面およびメインローター内の空胴の内部側面に機械的に装着して密封できる。スロット付きローターのスロットはブレードの側面に対して密封されて、スロットシールはローターの各回転とともにブレードに沿って往復摺動する。メインローターおよびスロット付きローターが同じ回転速度（ｒｐｍ）で回転すると、スロット付きローターの外面の一部はメインローターの空胴の内面の一部への近接触を維持し、それによってブレードの反対側に各回転とともに膨張および収縮するローター間室が生じる。これら密封された室の容積変化は、空気または燃料空気混合気の吸気、圧縮、燃焼膨張および排気の４サイクルの内燃機関の機能を行うことができる。
【０１１２】
内燃機関は動力シャフトを含んでも、または含まなくてもよく、一体型の電動発電機を含んでも、または含まなくてもよい。電動発電機は、メインローターの外面に設けられている電機子と、メインローターを囲むハウジングの内面に設けられているステーターとを含んでもよい。効率的で軽量かつ高出力密度のエンジンおよび電動発電機と、エンジンを始動させ電力を提供および蓄積するためのバッテリの追加とを組み合わせると、例えばハイブリッド電気自動車または他の発電機セットアプリケーションに適するであろう。ハイブリッド電気自動車のドライブトレインの動力は、ロータリー内燃機関、電動発電機、別の電気牽引モーター、またはこれらエレメントのいずれかの組み合わせによって提供できるであろう。
【０１１３】
固定メインローターブレードに加えて、スロット付きローターの横スロットを貫通して延びているか、またはスロット付きローターの横スロットで終端する追加ブレードを追加できる。追加ブレードは、ヒンジ金具によって、メインローターの車軸もしくはハブ、またはメインローター胴の内面に枢着できる。
ブレードとの組み合わせで、スロット付きローターの外面とメインローターの半径方向内面との接線接触または近接線接触は、三日月形密封作動ローター間室を画定できる。ある実施形態およびアプリケーションでは、ブレードと組み合わせて、スロット付きローターの半径方向内面とメインローターハブの外面との接線接触または近接線接触が、半径方向内部の密封作動室を画定してもよい。横方向に取り付けて、均等もしくは非均等に間隔をあけた限定延長半径方向シールを、メインローター空胴の内面またはスロット付きローターの外面の周りに設けることができる。シールの間隔および半径方向延長は、少なくとも１つのシールが、メインローター空胴の内面と、吸気口と排気口との間のスロット付きローターの外面との間に必ず密封接触するような形状寸法にすることができるであろう。例えば、後向きの圧力補償リーフシールはメインローターのブレードから±３０°の間隔をあけ、４つの追加リーフシールはこれら２つのシール間で６０°の半径方向間隔にすることができるであろう。同様に、圧力補償前向きリーフシールを、メインローター空洞の内面またはスロット付きローターの外面に沿って６０°の間隔で設けることができるであろう。ある実施形態では、メインローター空胴の内面またはスロット付きローターの外面の周りの限定半径方向延長シールを、リーフシール、フォイルシール、ヒンジ式スイングシール、滑り羽根シール、ローラーシール、または同様な他のものにすることができるであろう。ブレードの側面とスロット付きローターのスロットとの間のシールは、工業規格のブレードシール材料とすることができるであろう。シールの滑り面は好ましくは低摩擦の自己潤滑性、流体潤滑性または無潤滑性材料とすることができるであろう。
【０１１４】
エンジンまたは他のシステムは、スロット付きローターに取り付けられている１本のシャフトを含み、メインローターをスロット付きローター軸に対してずれた平行軸に取り付けることができるであろう。エンジンまたは他のシステムは、メインローターに取り付けられている１本のシャフトを含み、スロット付きローターをメインローター軸に対してずれた平行軸に取り付けることができるであろう。エンジンまたは他のシステムは、シャフトがなくてもよく、メインローターをハウジングの端板に回転するために取り付け、スロット付きローターをハウジングのメインローター軸に対してずれた平行軸に回転するために取り付けることができるであろう。
【０１１５】
ブレードシールは、ローターの実質的に円筒形の台座に嵌合する、略部分円筒形のシールを２つ備えることができ、ブレードを２つの部分円筒形シールの間に配置する。
エンジンまたは他のシステムは、スロット付きローターの外面の周りに横方向に取り付けられている複数の限定半径方向延長シールを含むことができる。限定半径方向延長シールは、スロット付きローターの半径方向外面およびメインローターの周壁が近接線接触する位置の境界となる弧上に、スロット付きローターとメインローター空胴の外周壁との間に効果的なシールを提供するような形状寸法とすることができる。あるいは（または追加で）、当該シールは周壁に取り付けることもできるであろう。
【０１１６】
ブレードはメインローター空胴に機械的に固着して密封してもよい。ブレードはメインローターのシャフトに機械的に固着（および、可能であれば密封）してもよい。
燃焼室は、あるメイン／スロット付きローター対からのローター間圧縮室の出力と、第２のメイン／スロット付きローター対のローター間燃焼ガス膨張室（または動力室）の吸気口との間の移送流路に設けることができる。移送流路は、圧縮室の出力付近に設けられている逆止め弁（または他の一方向弁）を有することができる。いくつかの実施形態では、燃焼室は、圧縮室の出力と燃焼ガス膨張室の吸気口との間の移送流路の回転弁にある。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、ローター間燃焼室は、メインローター空胴の内面およびスロット付きローターの外面によって画定されている空間に設けられている（例、室７０２，１７０２）。これらおよび他の実施形態では、燃料／空気混合気は、吸気／圧縮用メイン／スロット付きローター対の上流に設けられている気化器から、ローター間圧縮室（例、室６０１，１６０１と同様な室）に移送できる。他の実施形態では、燃料は燃料噴射器によってローター間圧縮室に噴射される。さらに他の実施形態では、燃料は燃料噴射器によって、ローター間圧縮室の出力とローター間膨張室の吸気口との間の移送流路（または移送流路の回転弁または回転シリンダ圧縮弁）に噴射される。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、燃料は燃料噴射器によって、膨張／排気用メイン／スロット付きローター対のメインローター空胴の内面およびスロット付きローターの外面によって画定されるローター間空間に噴射される。
他の実施形態は、多数の燃料噴射位置および／または多数の点火位置、ならびに点火源で開始されると燃焼が自己継続する実施形態を有するエンジンを含む。
【０１１９】
いくつかの実施形態によるエンジンは、容積式ターボチャージャーとして機能する追加圧縮室を駆動して、加圧された吸気をエンジンの圧縮室に提供するために、動力室の排気口と連通する追加の燃焼ガスエキスパンダーを含んでもよい。
いくつかの実施形態によるエンジンは、メインローターの車軸またはハブの外面の周りに同心状に取り付けられている１つまたは複数の追加ブレードを含んでもよい。追加ブレードはスロット付きローターの横スロットを貫通して、メインローターの内面まで延びていてもよい。追加ブレードは（例、ヒンジ金具によって）メインローターの車軸またはハブに枢着でき、ブレードの端部およびサイドスロットのシールを、ばね、流体圧力、遠心力または他の手段で偏倚して、メインローター空胴の内面との密封接触を維持する。
【０１２０】
いくつかの実施形態によるエンジンは、メインローター空胴の内面の周りに横方向に取り付けられている１つまたは複数の追加ブレードを含んでもよい。追加ブレードはスロット付きローターの横スロットを貫通して延びてもよく、またはスロット付きローターの横スロットで終端してもよい。追加ブレードは（例、ヒンジ金具によって）メインローター空胴の内周面に枢着してもよく、羽根の端部およびサイドスロットのシールが、メインローター空胴の他の内面との密封接触を維持する。
【０１２１】
いくつかの実施形態によるエンジンは、ローター間圧縮室に空気または燃料／空気混合気を導入するための吸気口と、圧縮空気または燃料／空気混合気を移送管から動力（燃焼生成物膨張）ローター間室に移送するための排気移送管およびポートとを含んでもよい。移送管は逆止め弁（逆止め玉弁、フォイル逆止め弁、リード逆止め弁、リーフ逆止め弁、デュアルプレート逆止め弁、スイング逆止め弁、リフト逆止め弁等）と、回転弁と、回転シリンダ圧縮弁と、他の同様なものとを収容できるであろう。移送管および弁は燃料噴射器および点火源も収容できる。
【０１２２】
いくつかの実施形態によるエンジンは、空気または燃料／空気混合気をローター間圧縮室に導入するための常時開吸気口と、ローター間排気室から燃焼生成物（ガス）を排気するための常時開排気口とを含むことができる。
いくつかの実施形態によるエンジンは、ローターの各回転中に、ハウジングの低摩擦ガスシール（例、ローターの近接触線の＋４５°から−４５°以内）がメインおよび／またはスロット付きのローターの側面の開口と整列するときに、ローター間圧縮室のブレードの手前に、マニホルドに空気または燃料／空気混合気を放出して、ローター間動力（膨張）室のブレードの背後の空間にさらに移送するように構成できる。
【０１２３】
実施形態は、空冷式のまたは液冷式のエンジンおよび他のシステムを含む。
実施形態は、ブレードとスロット付きローターのスロットのブレードシールとの滑り接触によって、同じ回転速度（ｒｐｍ）でメインローターおよびスロット付きローターの回転を同期させるエンジンおよび他のシステムを含む。実施形態は、歯車、ベルト、ロッド、ヒンジ等によって、同じ回転速度（ｒｐｍ）でのメインローターおよびスロット付きローターの回転を同期させるエンジンおよび他のシステムも含む。
【０１２４】
実施形態は、一定の負荷支持面が、（ｉ）ホウ化物、炭化物および窒化物のうちのいずれかをベースとする硬質材料コーティング、（ｉｉ）超硬鋼、（ｉｉｉ）自己潤滑性材料、および（ｉｖ）ダイヤモンドライクカーボンコーティングのうちの１つまたは複数を含むエンジンならびに他のシステムを含む。
実施形態は、負荷支持面のうちの少なくとも１つが、低摩擦ダイヤモンドライクカーボンコーティングを含むエンジンおよび他のシステムを含む。
【０１２５】
実施形態は、オイル潤滑式、燃料潤滑式および無潤滑式エンジンを含む。
実施形態は、燃料として、液化石油ガス、バイオディーゼル、ブタノール、天然ガス、バイオガス、メタノール、フィッシャー−トロプシュ燃料、エタノール、ｎ−ペンテン、ヘキサン、ｎ−ヘプタン、イソオクタンおよび水素のうちの１つまたは複数を使用するように構成されるエンジンを含む。
【０１２６】
実施形態は、燃料の添加物が、二硫化モリブデン、グラファイト、大豆由来油、カノーラ油、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ポリアルファオレフィン、無灰脂肪酸エステル、ポリブテニルコハク酸イミド、無灰脂肪族アミン、二塩基酸有機エステルおよび鉱油のうちの１つまたは複数を含む燃料潤滑式エンジンをさらに含む。
【０１２７】
複数のメインおよびスロット付きのローター対を含むいくつかの実施形態では、メインローターのすべてが、互いに一致する軸を中心に回る必要はなく、スロット付きローターのすべてが、一致する軸を中心に回転する必要はない。例えば、あるメイン／スロット付きローター対は、第１ローター対のスロット付きローターに連結されている第１シャフトを含んでもよい。第２のスロット付きローター対は、第２ローター対のスロット付きローターに連結されている第２シャフトを含んでもよい。第１および第２のシャフトは一致していない軸を中心に回ってもよく、軸は平行でさえなくてもよい。第１および第２のシャフトは、回転運動を伝達するように構成される歯車または機械的エレメントによって連結できるであろう。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、スロット付きローターは、ローター１００１および１００３を接続する場合（例、２つのスロット付きローターのそれぞれに装着されるフランジ）と同様に連結できるであろう。
様々な実施形態において、シャフト、ローターおよび他の回転部材を回転支承するために様々な種類の軸受を使用できる。当該軸受の種類は、例えば、玉軸受、ころ軸受、円すいころ軸受、流体軸受、空気軸受、フォイル空気軸受、磁気軸受および同様な他のものを含む。
【０１２９】
実施形態の前述の説明は、例示および説明のために提示してきた。前述の説明は網羅的なものではなく、または実施形態を開示されるそのままの形態に制限するものではなく、上述した教唆に鑑みて変更および変型が可能であり、または様々な実施形態の実施から習得してもよい。本明細書で述べる実施形態は、当業者が様々な実施形態でおよび企図される特定の用途に合わせて様々な変更を加えて本発明を利用できるように、様々な実施形態の原理および性質、ならびにそれらの実用的なアプリケーションを説明するために選択し、説明した。すべての実施形態が、上に明記したすべての目的または利点を必ずしも達成する必要はない。本明細書で説明する様々な特徴のあらゆる入れ替えは本発明の範囲内である。本明細書で使用する場合、ガスまたは他の流体が、あるコンポーネントから別のコンポーネントに流れることができる場合、２つのコンポーネントは「流体連通」している。当該流れは、１つまたは複数の中間（および具体的に述べていない）他のコンポーネントを経由してもよい。当該流れは、選択的に遮断可能（例、弁を使用して）または計量してもよく、またはしなくてもよい。
【０１３０】
本出願は、米国特許出願番号第１３／０４２，８３１号の一部継続であり、該出願は、２０１０年３月１５日に出願され、「マルチローター内燃機関」と題する仮米国特許出願番号第６１／３１３，８３３号の優先権を主張するものであり、これら出願のそれぞれの内容は、その全体が参照によりこれに組み込まれる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
2013522534.tif 000076
【図２１Ｃ】
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【図２１Ｄ】
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【図２１Ｅ】
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【図２１Ｆ】
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【国際調査報告】
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