(57)【要約】【課題】より良好な熱効率が得られるロータリーエンジンを提供する。【解決手段】ロータリーエンジン１は、トロコイド曲線の内周面１０ａを有する繭状のハウジング１０内に略三角形のロータ２０を収容して構成される。ハウジング１０には吸気管５０および排気管６０が連通接続されており、これらの基端部は相互に連通接続されて外部空間と遮断されている。ハウジング１０の内周面１０ａには冷却機構１３によって冷却される冷却領域１１と加熱機構１４によって加熱される加熱領域１２とが形成されている。ハウジング１０とロータ２０との間に形成された３つの作動室３０のそれぞれでは、吸気管５０から吸気した気体が冷却領域１１によって冷却されて収縮し、その後加熱領域１２によって加熱されて膨張し、これらの気体収縮・気体膨張によってロータ２０に回転力が与えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内にロータを収容して該ロータの外周面と前記ハウジングの内周面との間を複数の作動室に区分けするとともに、前記ロータの遊星回転運動にともなって前記複数の作動室のそれぞれが前記ハウジングの内周面に沿って移動しながら、吸気、収縮、膨張および排気の各工程を行うロータリーエンジンであって、
先端部が前記ハウジングに連通接続され、前記複数の作動室のいずれかが吸気を行うときに当該作動室に気体を供給する吸気管と、
先端部が前記ハウジングに連通接続され、前記複数の作動室のいずれかが排気を行うときに当該作動室から気体を排出する排気管と、
前記ハウジングの内周面の一部区間である冷却領域を冷却する冷却手段と、
前記ハウジングの内周面の前記冷却領域とは異なる一部区間である加熱領域を加熱する加熱手段と、
を備えることを特徴とするロータリーエンジン。
【請求項２】
請求項１記載のロータリーエンジンにおいて、
前記複数の作動室のいずれかが吸気および収縮を行うときに当該作動室が接する前記ハウジングの内周面に前記冷却領域を形成し、前記複数の作動室のいずれかが膨張および排気を行うときに当該作動室が接する前記ハウジングの内周面に前記加熱領域を形成することを特徴とするロータリーエンジン。
【請求項３】
請求項２記載のロータリーエンジンにおいて、
前記複数の作動室のいずれかが膨張を行うときに前記排気管を閉鎖する排気弁と、
前記複数の作動室のいずれかが収縮を行うときに前記吸気管を閉鎖する吸気弁と、
をさらに備えることを特徴とするロータリーエンジン。
【請求項４】
請求項２記載のロータリーエンジンにおいて、
前記複数の作動室のいずれかが膨張を行う直前に当該作動室に液滴を噴霧する液滴供給手段をさらに備えることを特徴とするロータリーエンジン。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のロータリーエンジンにおいて、
前記吸気管の基端部と前記排気管の基端部とが連通接続されることによって前記ハウジング内の空間が外部空間と遮断されていることを特徴とするロータリーエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内にロータを収容して該ロータの外周面とハウジングの内周面との間を複数の作動室に区分けするとともに、ロータの遊星回転運動にともなって複数の作動室のそれぞれがハウジングの内周面に沿って移動しながら、吸気、収縮、膨張および排気の各工程を行うロータリーエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トロコイド曲線の内周面を有する繭状のハウジング内に略三角形のおむすび形状のロータを収容し、該ロータの外周面とハウジングの内周面との間を３つの作動室に区分けするとともに、ロータの遊星回転運動にともなって当該３つの作動室のそれぞれがハウジングの内周面に沿って移動しながら、順に吸気、圧縮、膨張および排気の各工程を行うことによって、ロータの回転が出力として取り出されるロータリーエンジンが実用化されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
ロータリーエンジンは、ロータの回転運動をそのまま出力として取り出すため、ピストンの往復運動を回転運動に変換するレシプロエンジンに比較して、コンパクトでありながら高い出力を得ることができ、しかも騒音や振動も少ないという利点を有する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１６４９７号公報
【特許文献２】特開２００４−２４５０９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ロータリーエンジンは、金属製のピストンとシリンダーとを使用するレシプロエンジンに比較して作動室の気密性を高くすることが困難であり、それ故十分な圧縮比を得られないという欠点も有する。また、繭状のハウジングとおむすび型のロータとによって形成される作動室の形状は燃焼効率の点で不利であり、実用上のエネルギー効率が低いという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より良好な熱効率が得られるロータリーエンジン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】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、ハウジング内にロータを収容して該ロータの外周面と前記ハウジングの内周面との間を複数の作動室に区分けするとともに、前記ロータの遊星回転運動にともなって前記複数の作動室のそれぞれが前記ハウジングの内周面に沿って移動しながら、吸気、収縮、膨張および排気の各工程を行うロータリーエンジンにおいて、先端部が前記ハウジングに連通接続され、前記複数の作動室のいずれかが吸気を行うときに当該作動室に気体を供給する吸気管と、先端部が前記ハウジングに連通接続され、前記複数の作動室のいずれかが排気を行うときに当該作動室から気体を排出する排気管と、前記ハウジングの内周面の一部区間である冷却領域を冷却する冷却手段と、前記ハウジングの内周面の前記冷却領域とは異なる一部区間である加熱領域を加熱する加熱手段と、を備える。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るロータリーエンジンにおいて、前記複数の作動室のいずれかが吸気および収縮を行うときに当該作動室が接する前記ハウジングの内周面に前記冷却領域を形成し、前記複数の作動室のいずれかが膨張および排気を行うときに当該作動室が接する前記ハウジングの内周面に前記加熱領域を形成している。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係るロータリーエンジンにおいて、前記複数の作動室のいずれかが膨張を行うときに前記排気管を閉鎖する排気弁と、前記複数の作動室のいずれかが収縮を行うときに前記吸気管を閉鎖する吸気弁と、をさらに備える。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項２の発明に係るロータリーエンジンにおいて、前記複数の作動室のいずれかが膨張を行う直前に当該作動室に液滴を噴霧する液滴供給手段をさらに備える。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかの発明に係るロータリーエンジンにおいて、前記吸気管の基端部と前記排気管の基端部とを連通接続することによって前記ハウジング内の空間を外部空間と遮断している。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ロータを収容するハウジングの内周面に冷却領域と加熱領域とを形成しているため、ロータの遊星回転運動にともなって複数の作動室のそれぞれがハウジングの内周面に沿って移動すると、作動室内の気体が熱膨張と熱収縮を繰り返すこととなり、その結果燃料気体の爆発によらずに気体の膨張・収縮だけでロータに回転力が与えられ、より良好な熱効率を得ることができる。
【００１３】
また、請求項２の発明によれば、複数の作動室のいずれかが吸気および収縮を行うときに当該作動室が接するハウジングの内周面に冷却領域を形成し、複数の作動室のいずれかが膨張および排気を行うときに当該作動室が接するハウジングの内周面に加熱領域を形成しているため、円滑に作動室内の気体に熱膨張と熱収縮とを繰り返させることができる。
【００１４】
また、請求項３の発明によれば、複数の作動室のいずれかが膨張を行うときに排気管を閉鎖する排気弁と、複数の作動室のいずれかが収縮を行うときに吸気管を閉鎖する吸気弁と、を備えるため、作動室内の気体膨張および気体収縮による力を効果的にロータに与えることが可能となる。
【００１５】
また、請求項４の発明によれば、複数の作動室のいずれかが膨張を行う直前に当該作動室に液滴を噴霧する液滴供給手段を備えるため、液滴が加熱領域により加熱されて蒸気となるときの急激な体積膨張によってロータに強力な回転力を付与することができる。
【００１６】
また、請求項５の発明によれば、吸気管の基端部と排気管の基端部とを連通接続することによってハウジング内の空間を外部空間と遮断しているため、加熱膨張された後に排気管に流入した比較的高温の気体が収縮工程に移行する直前の作動室に吸入されることとなり、より収縮効果を高めて熱効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明に係るロータリーエンジンの要部構成を示す図である。ロータリーエンジン１は、トロコイド曲線の内周面１０ａを有する繭状のハウジング１０内に略三角形のおむすび形状のロータ２０を収容して構成されている。内周面１０ａのトロコイド曲線によって囲まれる空間は図示を省略するサイドハウジングによって紙面表裏方向から挟み込まれて両端を閉じられている。ロータ２０は、ハウジング１０の内周面１０ａに内接する三葉の内包絡線によって形成された略三角形の外形を有する。すなわち、ロータ２０の外周面は３つの周辺面２１からなり、各周辺面２１は外方に若干湾曲している。ロータ２０の外周面とハウジング１０の内周面１０ａとの間は３つの作動室３０，３０，３０に区分けされており、３つの周辺面２１のそれぞれと内周面１０ａとによって囲まれる空間が１つの作動室３０となる。
【００１９】
ロータ２０は出力軸４０に対して図面時計回り方向に遊星回転運動、すなわち自転および公転を行うように支持されている。より詳細には、ロータ２０は、略三角形の外周頂部に配設された３つのシール部（アペックスシール）のそれぞれをハウジング１０の内周面１０ａに当接させた状態で出力軸４０の偏心輪の周りを自転しながら、出力軸４０の周りを公転する。ロータ２０の内側には内歯歯車が形成されており、ロータ２０の遊星回転運動は内歯歯車と外歯歯車との噛合を介して出力軸４０に伝達される。
【００２０】
ロータ２０の遊星回転運動にともなって３つの作動室３０，３０，３０のそれぞれがハウジング１０の内周面１０ａに沿って図面時計回り方向に移動する。各作動室３０はハウジング１０の内周面１０ａに沿って一周する間に、吸気、収縮、膨張および排気の各工程を行い、これによって発生するロータ２０の回転力が出力軸４０に伝達される。すなわち、ロータ２０が１回転する間に、吸気、収縮、膨張および排気からなる一連の工程が３組進行し、その結果生じるロータ２０の回転運動が出力軸４０の回転として取り出されるのである。
【００２１】
また、ハウジング１０のトロコイドの長軸で区切られる一方の側（本実施形態では図面左側）において、トロコイドの短軸よりもロータ２０の進行方向側（図面上側）に吸気ポート５１が形成されるとともに、該短軸よりもロータ２０の戻り方向側（図面下側）に排気ポート６１が形成されている。ハウジング１０の吸気ポート５１には吸気管５０の先端部が連通接続されるとともに、排気ポート６１には排気管６０の先端部が連通接続されている。吸気管５０および排気管６０の基端部は合流してマニホルド７０に連通接続される。マニホルド７０の終端部にはピストン７５が摺動自在に配設されている。このように、本実施形態のロータリーエンジン１においては、ハウジング１０の内周面１０ａによって囲まれる空間（正確には吸気管５０、排気管６０およびマニホルド７０の内部を含む空間）が外部雰囲気から遮断された密閉空間とされている。但し、ピストン７５が摺動自在に移動するため、その空間の容積は可変である。また、内周面１０ａによって囲まれる空間を含む密閉空間には所定の作動気体（本実施形態ではアルゴン）が封入されている。
【００２２】
また、ハウジング１０は金属製（本実施形態ではアルミニウム合金製）であり、その内周面１０ａの一部区間が冷却領域１１として規定されるとともに、冷却領域１１とは異なる他の一部区間が加熱領域１２として規定されている。図１に示すように、冷却領域１１は、ハウジング１０の内周面１０ａのうち吸気ポート５１を始点としてトロコイドの短軸よりも図面上側の一部に形成されている。一方、加熱領域１２は、ハウジング１０の内周面１０ａのうちトロコイドの短軸よりも図面下側の一部に排気ポート６１を終点として形成されている。
【００２３】
冷却領域１１には冷却機構１３が付設されており、この冷却機構１３によって冷却領域１１を常温近傍に冷却する。冷却領域１１を冷却する手法としては公知の種々の技術を用いることが可能であり、例えば冷却領域１１に多数の冷却配管を設けて冷却機構１３がそれら冷却配管に冷却水を循環させるようにすれば良い。また、冷却領域１１にペルチェ素子を配置し、冷却機構１３が該ペルチェ素子に通電することによって冷却領域１１を冷却するようにしても良い。さらには、冷却機構１３をヒートポンプとし、そのヒートポンプの吸熱部（蒸発器）を冷却領域１１に配置するようにしても良い。
【００２４】
加熱領域１２には加熱機構１４が付設されており、この加熱機構１４によって加熱領域１２を加熱することができる。第１実施形態では、加熱機構１４が加熱領域１２を１００℃以上に加熱する。加熱領域１２を加熱する手法としては公知の種々の技術を用いることが可能であり、例えば加熱領域１２に多数の加熱配管を設けて加熱機構１４がそれら加熱配管に過熱蒸気を供給するようにすれば良い。また、加熱領域１２に抵抗加熱方式のヒータを配置し、加熱機構１４が該ヒータに電力供給を行って加熱領域１２を加熱するようにしても良い。さらには、加熱機構１４をヒートポンプとし、そのヒートポンプの放熱部（凝縮器）を加熱領域１２に配置するようにしても良い。この場合、冷却機構１３および加熱機構１４を共通のヒートポンプとしても良い。
【００２５】
また、吸気ポート５１の近傍には吸気管５０の内部を遮断したり開放したりする吸気弁５５が設けられ、排気ポート６１の近傍には排気管６０の内部を遮断したり開放したりする排気弁６５が設けられている。吸気弁５５および排気弁６５は、図示を省略するリンク機構を介して出力軸４０と接続されており、出力軸４０の回転角度に応じて（つまり、ロータ２０の回転位置に応じて）吸気管５０および排気管６０を開閉するように構成されている。
【００２６】
次に、上記構成を有する第１実施形態のロータリーエンジン１の動作について図２から図９を参照しつつ説明する。図３から図９は、ロータ２０を図２に示す位置から少しずつ時計回りに偏心回転させた状態をそれぞれ示す。なお、図２から図９においては、説明の便宜上、３つの作動室３０，３０，３０のそれぞれを作動室３０ａ，３０ｂ，３０ｃと区分して称する。
【００２７】
まず、図２の状態は、ロータ２０の回転運動にともなって、作動室３０ａには吸気管５０から気体が供給されて吸気が行われるとともに、作動室３０ｃから排気管６０へ気体が排出されて排気が行われる。吸気管５０の基端部と排気管６０の基端部とはマニホルド７０に連通接続されており、吸気管５０から作動室３０ａに供給される気体は加熱直後の作動室３０ｃから排出される比較的高温の気体である。なお、この段階の作動室３０ｂは収縮工程から膨張行程への移行過程である。
【００２８】
ロータ２０が少し回転して図３の状態に移行すると、作動室３０ａにおいては、片側端部（ロータ２０の頂部）が吸気ポート５１を超えて密閉空間が形成されるとともに、その密閉空間がハウジング１０の内周面１０ａのうち冷却領域１１に接することとなる。これにより、作動室３０ａ内部の気体が冷却されて収縮し、作動室３０ａはロータ２０に気体収縮にともなう回転力を与える。一方、膨張行程に移行した作動室３０ｂの一部は内周面１０ａのうちの加熱領域１２への接触を開始する。これにより、作動室３０ｂ内部の気体は加熱されて膨張を開始し、ロータ２０に気体膨張にともなう回転力を与える。なお、作動室３０ｃにおいては、吸気管５０および排気管６０を介した気体の出入りが自由となっており、ロータ２０の回転には直接寄与しない。
【００２９】
ロータ２０がさらに回転して図４から図６に示す状態に順に移行する過程では、作動室３０ａは冷却領域１１に接して冷却されることにより収縮し続ける一方、作動室３０ｂは加熱領域１２に接して加熱されることにより膨張し続ける。そして、作動室３０ａの気体収縮および作動室３０ｂの気体膨張が協働してロータ２０に時計回り方向の回転力を与えることとなる。もっとも、図３に示す状態から図６に示す状態に移行するにつれて、作動室３０ａが冷却領域１１に接する面積は減少し、逆に作動室３０ｂが加熱領域１２に接する面積は増加する。従って、ロータ２０を回転させる主たる力も作動室３０ａの気体収縮から作動室３０ｂの気体膨張へと徐々に移行している。なお、作動室３０ｃについては、気体の出入りが自由であるため、ロータ２０の回転には依然として直接には寄与しない。
【００３０】
次に、ロータ２０がさらに回転して図７に示す状態に移行する時点で、すなわち作動室３０ｂの進行側端部が排気ポート６１に到達する時点（厳密には到達する直前）で排気弁６５が排気管６０を閉鎖する。これによって、進行側端部が排気ポート６１を通過している間も作動室３０ｂの内部が密閉空間とされ、作動室３０ｂ内部の作動気体が排気管６０から漏れ出ることが防がれ、作動室３０ｂの気体膨張による力をロータ２０に有効に付与することができる。一方、この段階においても、作動室３０ａの一部が冷却領域１１に接して気体収縮は継続しているが、ロータ２０の回転力への寄与率は作動室３０ｂに比較して相当低くなっている。
【００３１】
次に、ロータ２０がさらに回転して図８に示す状態に移行すると、すなわち作動室３０ｂの進行側端部が排気ポート６１を超えた時点にて吸気弁５５が吸気管５０を閉鎖する。また、この段階では依然として排気弁６５が排気管６０を閉鎖している。このため、作動室３０ｂは、内部空間の気体膨張によるロータ２０への回転力付与を継続している。また、この段階では作動室３０ｃが冷却領域１１に接する面積が増加して内部空間に気体収縮が生じるが、吸気管５０が吸気弁５５に閉鎖されているため、吸気管５０から作動室３０ｃに気体が流入することはない。よって、作動室３０ｃは、内部空間の気体収縮にともなう回転力をロータ２０に与えることとなる。一方、作動室３０ａにおいては容積が最小近傍となるまで気体収縮が進行しており、さらなる気体収縮にともなう力はほとんど発生しない。
【００３２】
続いて、ロータ２０がさらに回転して図９に示す状態に移行すると、すなわち作動室３０ｂの進行側端部が排気ポート６１と吸気ポート５１との中間近傍にまで到達すると、排気弁６５が排気管６０を開放する。一方、吸気弁５５は依然として吸気管５０を閉鎖している。このため、作動室３０ｃは、内部空間の気体収縮によるロータ２０への回転力付与を継続している。また、作動室３０ｂ内部の加熱された気体は排気管６０から流出することとなり、作動室３０ｂはロータ２０の回転に寄与していない。なお、この段階では、作動室３０ａの容積は最小となる。
【００３３】
続いて、ロータ２０が少し回転すると、吸気弁５５が吸気管５０を開放し、図２に示す状態に戻る。その後、作動室３０ａ，３０ｂ，３０ｃがそれぞれ作動室３０ｂ，３０ｃ，３０ａの位置に置き換わって図２から図９に示したのと同様の動作を繰り返すことによりロータ２０が回転を続けることとなる。
【００３４】
以上のように、第１実施形態のロータリーエンジン１においては、３つの作動室３０，３０，３０のいずれかが吸気および収縮を行うときに当該作動室３０が接するハウジング１０の内周面１０ａに冷却領域１１が形成され、３つの作動室３０，３０，３０のいずれかが膨張および排気を行うときに当該作動室３０が接するハウジング１０の内周面１０ａに加熱領域１２が形成されている。そして、加熱領域１２に接する作動室３０内の気体が膨張するとともに、冷却領域１１に接する作動室３０内の気体が収縮することによってロータ２０に回転力が付与され、それが出力軸４０の回転として取り出される。
【００３５】
従来のロータリーエンジンは、作動室に吸入した燃料と空気との混合ガスを圧縮して爆発させることにより気体膨張させる内燃機関であったが、本発明に係るロータリーエンジン１は、エンジン外部から熱を与えるとともに、冷却機能をも付与したいわば外燃機関である。本発明に係るロータリーエンジン１は、内燃機関のように爆発によって気体を膨張させるものではなく、冷却領域１１による気体収縮と加熱領域１２による気体膨張によってロータ２０を回転させているため、スムーズに気体の体積変化を行うことができ、原理的に熱効率が非常に高いものとなる。
【００３６】
また、ロータリーエンジン１は、混合ガスの爆発を伴わないため、ほとんど騒音の無い静かな機関である。また、ロータリーエンジン１は、燃料混合ガスを気密室内で爆発させたときに発生する有害な窒素酸化物を生じさせないため、クリーンなエンジンと言える。さらに、本発明に係るロータリーエンジン１では、冷却領域１１と加熱領域１２との間に温度差を生じさせれば良いため、加熱機構１４としては上述したもの以外にも多種多様の熱源を利用することができる。
【００３７】
また、第１実施形態のロータリーエンジン１においては、３つの作動室３０，３０，３０のいずれかが膨張を行うときに排気管６０を排気弁６５によって閉鎖するとともに、３つの作動室３０，３０，３０のいずれかが収縮を行うときに吸気管５０を吸気弁５５によって閉鎖しているため、作動室３０内の気体膨張および気体収縮による力を効果的にロータ２０に与えることが可能となる。
【００３８】
さらに、第１実施形態のロータリーエンジン１においては、吸気管５０の基端部と排気管６０の基端部とがマニホルド７０に連通接続されることによってハウジング１０内の空間が外部空間と遮断されているため、加熱領域１２によって加熱された後に排気管６０に流入した比較的高温の気体が収縮工程に移行する直前の作動室３０に吸入されることとなり、より収縮効果を高めて熱効率を向上させることができる。なお、収縮工程から膨張行程に移行するときにも、１つの作動室３０内にて十分に冷却された気体がそのまま加熱領域１２に接して加熱されることとなり、高い膨張効果を得て熱効率を向上させることができる。
【００３９】
＜２．第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態のロータリーエンジンの要部構成を示す図である。第２実施形態のロータリーエンジン２が第１実施形態のロータリーエンジン１と相違するのは、ハウジング１０に水滴噴霧器７０を設けている点である。ロータリーエンジン２の残余の点は第１実施形態のロータリーエンジン１と同じであり、図１と同一の部材については同一の符号を付している。
【００４０】
水滴噴霧器７０は、ハウジング１０の冷却領域１１および加熱領域１２とは異なる位置に設置されている。より正確には、加熱領域１２よりも若干ロータ２０の戻り方向側に水滴噴霧器７０が設けられており、ハウジング１０内の空間に水滴を噴霧することができる。なお、水滴噴霧器７０としては水滴を霧状に噴射するものであればよく、公知のスプレーノズル等を使用することができる。
【００４１】
また、第２実施形態においては、第１実施形態と同様に吸気管５０および排気管６０が設けられているものの、吸気管５０および排気管６０の基端部は相互に連通接続されておらず、外部空間に開放されている。従って、作動室３０は吸気管５０から空気を吸気するとともに、排気管６０から大気中へと排気する。また、第２実施形態の加熱領域１２は数百℃程度に加熱されている。なお、第２実施形態においては、第１実施形態の吸気弁５５および排気弁６５は設けられていない。
【００４２】
第２実施形態のロータリーエンジン２の動作について図１１から図１３を参照しつつ説明する。なお、図１１から図１３においても第１実施形態と同様に、説明の便宜上、３つの作動室３０，３０，３０のそれぞれを作動室３０ａ，３０ｂ，３０ｃと区分して称する。
【００４３】
作動室３０ａにおいては、図１１の状態にて吸気管５０から空気が供給されて吸気が行われ、その後図１２、図１３と移行するにしたがって、冷却領域１１によって冷却されることによる気体収縮が進行する。この動作は第１実施形態とほぼ同様のものであるが、第１実施形態と異なって常温の空気を吸気しているため、作動室３０ａの気体収縮によってロータ２０に与える回転力は第１実施形態よりも小さい。また、作動室３０ｃにおいては、図１１の排気行程から図１２、図１３の吸気行程へと移行しており、ロータ２０の回転には直接寄与しない。
【００４４】
一方、作動室３０ｂにおいては、図１１に示すように、膨張行程に移行する直前に水滴噴霧器７０から水滴の噴霧を行う。膨張行程では作動室３０ｂの内部空間が加熱領域１２と接することとなり、図１２に示すように、水滴噴霧器７０から供給された水滴が蒸発して水蒸気となる。その結果、作動室３０ｂでは急激な体積膨張が生じ、主に水蒸気の圧力によってロータ２０に強力な回転力を付与する。その後、図１３に示す状態に移行すると、作動室３０ｂから水蒸気を含む作動気体が排気管６０を経て大気中に排気される。
【００４５】
以降は、作動室３０ａ，３０ｂ，３０ｃがそれぞれ作動室３０ｂ，３０ｃ，３０ａの位置に置き換わって図１１から図１３に示したのと同様の動作を繰り返すことによりロータ２０が回転を続けることとなる。
【００４６】
第２実施形態のロータリーエンジン２においては、作動室３０，３０，３０のいずれかが膨張を行う直前に水滴噴霧器７０から当該作動室３０に水滴を噴霧し、その水滴が加熱領域１２により加熱されて水蒸気となるときの急激な体積膨張によってロータ２０に回転力が付与されている。水は水滴（液相）から水蒸気（気相）に変化することによって著しく体積が膨張するため、第２実施形態のロータリーエンジン２では、水の相変化にともなう体積膨張によってロータ２０に強力な回転力を与えることができる。また、ロータリーエンジン２では、排気管６０から大気中に排気が放出されることとなるが、その排気中には水蒸気が含まれているだけなので、大気を汚染するおそれがない。
【００４７】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、第２実施形態の水滴噴霧器７０を備えたロータリーエンジン２を図１４のように構成しても良い。図１４の構成例では、第１実施形態と同じように吸気管５０および排気管６０の基端部が連通接続されており、それらが合流してマニホルド７０に連通接続される。マニホルド７０の終端部にはピストン７５が摺動自在に配設されている。このように構成しても第２実施形態と同様に、水滴から水蒸気に変化するときの急激な体積膨張によってロータ２０に強力な回転力を与えることができる。
【００４８】
また、第２実施形態においては、作動室３０，３０，３０のいずれかが膨張を行う直前に当該作動室３０に水滴を噴霧するようにしていたが、水滴に限定されるものではなく、例えばアルコール等の他の液滴を噴霧してその液滴が加熱領域１２により加熱されて蒸気となるときの体積膨張を利用するようにしても良い。噴霧する液滴の種類については加熱領域１２の温度等に応じて適宜決めることができる。
【００４９】
また、第２実施形態のロータリーエンジン２に第１実施形態と同様の吸気弁５５および排気弁６５を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るロータリーエンジンの要部構成を示す図である。
【図２】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図３】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図４】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図５】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図６】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図７】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図８】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図９】図１のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図１０】第２実施形態のロータリーエンジンの要部構成を示す図である。
【図１１】図１０のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図１２】図１０のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図１３】図１０のロータリーエンジンの動作を説明する図である。
【図１４】第２実施形態のロータリーエンジンの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１，２  ロータリーエンジン
１０  ハウジング
１０ａ  内周面
１１  冷却領域
１２  加熱領域
１３  冷却機構
１４  加熱機構
２０  ロータ
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ  作動室
５０  吸気管
５５  吸気弁
６０  排気管
６５  排気弁
７０  水滴噴霧器
【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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