(57)【要約】【課題】  回転式タイプの革新的な燃焼器を提供する。【解決手段】  燃焼器は、固定構造体、及び非接触のサスペンション手段により軸を中心にして回転可能に支持された少なくとも一つの環状ロータを備える。ロータは、中間環状部分で相互連結された第一び第二の主環状部分を含む。そのそれぞれにおいて、燃焼ガスの排出のために指向した側面開口を有する燃焼チャンバーが形成されている。各燃焼チャンバーは、ロータの中間環状部分にある円形開口を通って延在する、噴射器及び点火装置を有している。噴射器及び点火装置は、ロータの各々の主環状部分と中間部分との間で形成された、狭い円形スリットを通して延在する。この中間部分は、円形開口に接続されて断面がデラバルノズルの形をした中細タイプの円形に延在する半径方向の排出ノズルを通してロータの外側領域に連通している。【選択図】図１
2005188921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式燃焼器(1)は、
固定構造体(2)と、
非接触のサスペンション手段(5-8)によって軸(4)を中心にして前記構造体(2)により回転可能に支持された円環形状をした少なくとも一つのロータ(3)と、
制御手段(ECU; 35)と、を備え、
前記ロータ(3)は、中間環状部分(103)によって相互に連結されているとともに、そのそれぞれにおいて少なくとも一つの燃焼チャンバー(20'，20'')が形成され、燃焼ガスの排出のための少なくとも一つの指向した側面開口(22，24)を有している第一の主環状部分及び第二の主環状部分(3'，3'')を備え、
各燃焼チャンバー(20'，20'')は、燃料及び酸化剤の制御された噴射手段(31'，31'')及び点火手段(32'，32'')をそれぞれ有して、動作状態で固定されているとともに、ロータ(3)の中間環状部分(103)にある円形開口(50)を通して延在する支持手段(102)によって支持されており、
前記の噴射手段(31'，31'')及び付随する点火手段(32'，32'')は、ロータの各々の主環状部分(3'，3'')と中間部分(103)との間に形成された狭い円形スリット(30'，30'')を通して延在しており、
前記中間部分(103)は、円形開口(50)に接続されて断面がデラバルノズルの形をしている中細タイプの円形に延在する半径方向の排出ノズル(60)を通してロータ(3)の外側領域と連通しており、
前記制御手段(ECU; 35)は、少なくとも一つのチャンバー(20'，20'')を通して広がるとともに、少なくとも一つの側面の排気開口(22，24)を通して噴出された燃焼ガスによって生成された推進力により制御速度でのロータ(3)の回転をもたらす自然爆発（detonation）波を生成するような所定の方法で、噴射手段(31'，31'')及び付随する点火手段(32'，32'')を制御するように構成されていることを特徴とする回転式燃焼器(1)。
【請求項２】
ロータ(3)の各々の主環状部分(3'，3'')において、始端部(20'a)及び終端部(20'b)を備えた円形の燃焼チャンバー(20'，20'')が形成されており、これらの端部がお互いに隣接していて、分離構造(14)によって分離されており、
少なくとも一つの側面の排気開口(22，24)は、各チャンバー(20'，20'')の終端部(20'b)に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の回転式燃焼器。
【請求項３】
ロータ(3)の各々の主部分(3'，3'')には、別個で隣接した複数の燃焼チャンバーが形成されており、そのそれぞれは、少なくとも一つの指向した側面の排気開口(22，24)を備えていることを特徴とする、請求項１記載の回転式燃焼器。
【請求項４】
ロータ(3)の各々の主部分(3'，3'')の少なくとも一つの燃焼チャンバー(20'，20'')は、チャンバーの端部(20'a、20'b)の間の中間位置に少なくとも一つの他の側面の排気開口(21; 23)を有しており、少なくとも一つの他の排気開口(21、23)は、終端の排気開口(22，24)の断面よりも小さな断面を有することを特徴とする、請求項２または３に記載の回転式燃焼器。
【請求項５】
前記固定構造体が中央の回転支持(4)を備え、前記ロータ(3)が、前記固定構造体(2)の回転支持体の軸を中心にして回転可能に取り付けられた中央ハブ(30)を備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の回転式燃焼器。
【請求項６】
前記ロータ(3)の各々の主部分(3'，3'')の少なくとも一つの燃焼チャンバー(20'，20'')は、当該チャンバーの平均横方向寸法のおおよそ４０倍以上の寸法であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の回転式燃焼器。
【請求項７】
前記非接触のサスペンション手段は、磁気サスペンション手段であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の回転式燃焼器。
【請求項８】
前記サスペンション手段は、複数の永久磁石を備えることを特徴とする、請求項７記載の回転式燃焼器。
【請求項９】
ロータ(3)の前記主部分(3'，3'')は、他方の上に一方が垂直方向に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の回転式燃焼器。
【請求項１０】
ロータの主部分(3'，3'')は、径方向に連結されていることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一つに記載の回転式燃焼器。
【請求項１１】
ステータと、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載の回転式燃焼器に接続されたロータとを備えることを特徴とする発電機。
【請求項１２】
請求項７または８に記載の回転式燃焼器を含み、上記サスペンション手段の磁石が発電機の誘導部品として用いられることを特徴とする、請求項１１記載の発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモータとして使用可能である回転式タイプの革新的な燃焼器に関する。本発明は、特に、燃料で動く発電所の発電機のような発電機を駆動するための燃焼器に関する。
【発明の開示】
【０００２】
本発明に係る回転式燃焼器は、
固定構造体と、
非接触のサスペンション手段によって軸を中心にして前記構造体に回転可能に支持された円環形状をした少なくとも一つのロータと、
制御手段とを備え、
前記ロータは、中間環状部分によって相互に連結されており、それらのそれぞれにおいて、燃焼ガスの排出のための少なくとも一つの指向した（directed）側面開口を有する少なくとも一つの燃焼チャンバーが形成されている第一の主環状部分及び第二の主環状部分を備え、
各燃焼チャンバーは、燃料及び酸化剤のそれぞれを制御する噴射手段及び対応する点火手段を有して、動作状態で（in operation）固定されてロータの中間環状部分の円形穴を通して延在する支持手段に支持されており、
噴射手段及び付随する（associated）点火手段は、ロータの各々の主環状部分と中間部分との間に形成された各々の狭い円形スリットを通して延在し、
ロータの中間部分は、ロータの中間部分の円形開口に接続されて、断面がデラバル（De Laval）ノズルの形をしている中細（convergent-divergent）タイプの円形に延在する半径方向の排出ノズルによってロータの外側領域と連通しており、
前記制御手段は、ロータの上述の主環状部分の各々の少なくとも一つのチャンバーを通して広まる自然爆発（detonation）波の生成をもたらすとともに、燃焼チャンバーの側面の排気開口によって噴出された（emitted）燃焼ガスによって生成された推進力によりロータの制御速度で対応する方法で回転をもたらすような所定の方法で、噴射手段及び付随する（associated）点火手段を制御するように構成されていることを特徴としている。
【０００３】
断面がデラバルノズルの形であって、ロータの中間部分の円形開口に接続された、円形に延在する半径方向の排出ノズルの配置は、ロータ内部から外部へのロスまたはムダを制限することを大いに可能にする。
【０００４】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して、単に非限定的な例として表示されている以下の詳細な説明によって明白になるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１及び２では、参照1は、本発明に係る回転式燃焼器の一般的な参照符号である。
【０００６】
この燃焼器1は、図２に模式的に示される固定構造体2を備える。
【０００７】
図１乃至３に図示された実施形態では、回転式燃焼器1は、円環形状の管状ロータ3を備える。このロータ3は、非接触のサスペンション手段によって軸4を中心にして回転可能に支持されている。図示された実施形態では、これらのサスペンション手段は、ロータ3の上に取り付けられて、軸4と並行な方向に磁化された環状の永久磁石5，6を備える。両方とも、下方を指向している、同じ磁極性(例えば「Ｓ極」)を有する。固定構造体2上に取り付けた対応する環状の磁石7，8が、ロータ3上に取り付けられた環状の磁石5，6に面している。磁石7，8は、軸4と並行な方向に磁化されている。それらの上向きの極性は、磁石5，6によって表示されたものと同じである。例えば「Ｓ極」である。
【０００８】
磁気サスペンションの配置は、単純な形で模式的に単に表示されている。それ自身知られている技術によって作られた非接触のサスペンションの仕組み（scheme）、特に磁気タイプのサスペンションの仕組みは、固定構造体2に対してロータ3のサスペンションのために採用することができる。可能な他の実施形態は、例えば図３に示される。その中で、ロータ3上に取り付けられた磁石5，6は、既に記載された、固定構造体2の磁石7，8と、追加の磁石9，10との間に置かれている。磁石7，8は、固定構造体2に取り付けられているが磁石5，6から磁石7，8の反対側に取り付けられている。一方の磁石5，6と他方の磁石9，10の相互に反対の極性は、同じであり、例えばすべて「Ｎ極」である。
【０００９】
特に磁気タイプの、非接触のサスペンションを提供する他の方法は、「航空機」に関して、2004年7月29日に同じ出願人の名で出願された、日本の特許出願番号2004-222151に例えば記述される。
【００１０】
図１及び２を参照すること。実施形態において、軸4を中心にして回転可能に取り付けられたハブ13を中心にして相互連結される、複数のスポーク12にロータ3が接続されている。
【００１１】
図２からわかるように、ロータ3は、本質的に円形の断面部分からなる二つの主環状部分3'，3''を備える。これらは、垂直方向に重なって配置されて、中間環状部分103によって相互に連結されている。
【００１２】
少なくとも一つの曲がった燃焼チャンバー20'，20''は、主環状部分3'，3''の各々に形成されている。例(図１)として図示された実施形態で、ロータ3の主部分3'、3''は、ロータの周囲で本質的にずっと延在する単一の燃焼チャンバー20'，20''をその内部に形成する。これらのチャンバーの各々は、上部チャンバ20'として図１に示されたように、お互いに隣接していて、形づくられた分離構造14によって分離される始端部（initial end）20'a，20'bを有している。
【００１３】
これらの燃焼チャンバーの各々は、中間の側面開口21、及び燃焼ガスの排出のための終端の（terminal）側面開口22を有している。各排出ノズル23及び24は、これらの開口に接続されている。各排出ノズル23，24は、公知の方法で適切に形づくられている。両方とも回転軸4に関して同じ方向を向いている。
【００１４】
中間の開口21及び付随する（associated）排出ノズル23は、終端の開口22の(最小)断面、及び付随する（associated）排出ノズル24の(最小)断面よりも小さな(最小)断面を有している。前記開口の断面、及び付随する（associated）排出ノズルの断面は、作動中では、前記開口を通じて燃焼ガスが排出されることによって生成された反作用の（reactive）推進力が、実質的に平衡を保たれるように決定されている。
【００１５】
ロータの各々の主部分3'，3''の燃焼チャンバー20'，20''は、燃料及び酸化剤を注入するためのそれ自身の制御された噴射器31'，31''及び付随する（associated）点火装置32'，32''を有している。これらの噴射器31'，31''及び付随する（associated）点火装置32'，32''が、動作状態で（in operation）固定され、後者の円形の穴50を通ってロータ3の中間環状部分103の中に部分的に延在する支持構造102(図２)に取り付けられる。
【００１６】
前記の噴射器及び点火装置は、各々の主環状部分3'，3''とロータの中間部分103との間に形成されたそれぞれの狭い円形スリット30'，30''を通して燃焼チャンバー20'，20''に延在する。
【００１７】
ロータ3の中間環状部分103の内部領域は、円形開口50を通して外部領域と連通しているとともに、前記の円形開口50に接続されて、燃料酸化剤混合物が燃焼チャンバーから逃げることを可能にしないノズルの最も小さな断面の近傍のほとんど0の圧力の局所的な状態を生成するように、断面がデラバル（De Laval）ノズル(図２を特に参照)の形をしている中細タイプの円形に延在する半径方向の排出ノズル60を通して外部領域と連通している。燃料及び酸化剤は、水素及び酸素であり、より一般には、自然爆発（detonation）状態、特に間欠爆燃（pulsed detonation）状態の下で作動するシステムで知られた釣り合った（in proportion）炭化水素及び空気の組み合わせである。
【００１８】
回転式燃焼器1は、図１にECUとマークされた電子制御装置を有している。超音速で前記チャンバーに広まる、言いかえれば実際の自然爆発（detonation）波を生成するチャンバー20'，20''での燃焼反応をトリガーするために、このユニットは、それ自身知られているインターフェース・デバイスを用いて、噴射器31'，31''及び点火装置32'，32''を所定の方法で制御するように構成されている。燃焼チャンバーのノズル23，24を通した排気ガスの排出は、図１の矢印Fの方向にロータ3の回転の反作用（reaction）をもたらす。
【００１９】
好ましくは、ロータの回転スピードは、それ自身知られているタイプのセンサー35(図１)によって感知されたロータの実際の回転スピードに依存して、閉ループでECUユニットによって制御される。
【００２０】
好ましくは、チャンバー20'，20''での燃焼反応が、単なる爆燃（deflagration）ではなく自然爆発（detonation）によって起こることを保証するために、前記チャンバーの長さは、これらのチャンバーの平均横方向寸法のおよそ40倍以上であり、好ましくは、この平均の横寸法の40倍乃至100倍の間にある。
【００２１】
上に記載された実施形態に対する様々な異なった他の実施形態は可能である。
【００２２】
不図示の第一の他の実施形態では、複数の隣接して別個の曲がった燃焼チャンバーが、ロータの各々の主部分3'，3''に形成されている。その各々は、排気ガスを逃がすための少なくとも一つの終端の側面開口を有している。
【００２３】
図４に図示された他の実施形態では、ロータ3は、半径方向に連結されている二つの部分3'，3''を有している。図４において、既に記載した成分と同じであるか実質的に一致している部分及び要素は、再び同じ参照符号を与えられる。図４に示された他の実施形態で、噴射器31'，31''及び付随する（associated）点火装置32'，32''が、水平方向に延在して、固定構造体2に動作状態で（in operation）固定されるとともに接続される支持構造102に取り付けられる。
【００２４】
ロータ3の中間部分103は、その円形開口50を通してロータの外側領域に連通している。図２に関して既に上記特徴を有する円形に延在する半径方向の排出ノズル60は、その円形開口50に接続されている。
【００２５】
図４では、排出ノズル60は下方を指向して示されているが、排出ノズル60が他の実施形態として中間の構造体103の反対の側にあり、したがって、上方を指向していることは明らかであろう。
【００２６】
前のように、図４に示された実施形態で、ロータ3の主部分3'，3''は、各々、燃焼チャンバー、または複数の別個の隣接した曲がった燃焼チャンバーを備える。
【００２７】
本発明に従って構築された回転式燃焼器は、マイクロモータとして、特に発電機を駆動するためのマイクロモータとして用いることができる。これらの適用では、不図示のやり方で、上記タイプの燃焼器のロータは、かかる発電機のロータに接続される。
【００２８】
好ましくは、少なくとも、本発明に係る回転式燃焼器のロータのサスペンションに用いられた磁石のいくつかは、かかる発電機の誘導部品として共同的に用いることができる。
【００２９】
明らかに、本発明の原理から逸脱することなく、実施形態の実際の形式及び細部は、添付した請求項で規定されるような本発明の範囲を逸脱しないで、単に非限定的な例として記載し且つ図示したものと非常に異なったものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る第一の回転式燃焼器の平面図である。
【図２】図１におけるII-II面での断面図である。
【図３】本発明に係る燃焼器ロータのための非接触のサスペンション手段の他の実施形態を示す部分断面図である。
【図４】本発明に係る燃焼器の他の実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２            固定構造体
３            ロータ
３'，３''      主部分
４            軸
５，６        永久磁石
２０'，２０''  チャンバー
２３，２４    排出ノズル
３０'，３０''  円形スリット
３１'、３１''  噴射器
３２'、３２''  点火装置
５０          円形開口
６０          排出ノズル
１０３        中間環状部分
【図１】
2005188921.tif 000003
【図２】
2005188921.tif 000004
【図３】
2005188921.tif 000005
【図４】
2005188921.tif 000006