(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング１内にインボリュート曲線からなるそれぞれ少なくとも５枚以上の羽根部２１を有する回転する２つのロータＡ・ロータＢと、該ロータＡ・ロータＢの夫々の羽根部２１の延長上であって羽根部２１の回転に沿った内径を有するケーシングからなり、
２つのロータＡ・ロータＢはケーシング１内で羽根部２１同士がかみ合うように配置されて２つのロータＡ・ロータＢの夫々の羽根部２１同士が回転に伴って羽根部２１同士とロータ基部２０との間で気化燃料を圧縮することによって夫々のロータ基部２０方向で順次爆発するものであり、
ロータＡとロータＢとがかみ合って回転するに従い、ロータＡの基部方向でロータＡの羽根部とロータＢの羽根部とによって圧縮爆発を行った後に、そのロータの回転によりロータＢの基部方向でロータＢの羽根部とロータＡの羽根部とによって圧縮爆発を行い、これらのそれぞれロータ基部２０方向で順次交互に圧縮爆発を繰り返して圧縮爆発を行うロータリーエンジンであり、
羽根部同士及びロータ基部による圧縮・ロータ基部方向での爆発・排気部の通過に伴う排気・吸気部の通過に伴う吸気をロータの一回転で順次行うロータリーエンジンであり、
更に、排気部からの排気を用いたタービンを回転させることにより吸気部からの吸気を強制的に行うことを特徴とするロータリーエンジン。
【請求項２】
インボリュート曲線からなるそれぞれ６枚の羽根部２１を有するロータＡとロータＢの２つのロータよりなることを特徴とする請求項１記載のロータリーエンジン。
【請求項３】
ロータＡとロータＢ２ともに同一数の羽根部２１を有するロータ２であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のロータリーエンジン。
【請求項４】
ケーシング１には吸気部Ｉと排気部Ｏを有すると共に排気部Ｏは一次排気部Ｏ１と二次排気部Ｏ２を有し、一のロータの羽根部で圧縮・爆発・一次排気・二次排気・吸気を一回転で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のロータリーエンジン。
【請求項５】
吸気部Ｏ内に気流板３を配置して吸気部Ｏ内で乱気流を発生させ、空気と燃料の混合効率を高めるものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の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、ロータリーエンジンに関し、より詳細には複数の羽根部を有するロータを２つケーシング内に有し、該ロータの回転によって圧縮爆発を行えるロータリーエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロータリーエンジンはトロコイド曲線に基づく内周輪郭を有するいわゆる繭形をしたケーシング内に、トロコイド曲線内包絡線を外周輪郭とした略おむすび形のロータが該ケーシング内部に摺接しながら遊星回転運動し、ケーシング内面とロータ面とで形成される空間の容積の変化に伴って、吸気・圧縮・爆発・排気を繰り返すものであった。
この他、トロコイド曲線内包絡線を外周輪郭とした略おむすび形のロータではなく複数の羽根形状を有するロータを用いたロータリーエンジンとして特開２００８-４５５３４号（特許文献１）と、特開２００６-７０７７６号（特許文献２）、特開２００５-３１５２０５号（特許文献３）が存在する。
【０００３】
また、本件発明の発明者による特開２００９−２４６９４号も存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８-４５５３４号
【特許文献２】特開２００６-７０７７６号
【特許文献３】特開２００５-３１５２０５号
【特許文献４】特開２００９−２４６９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の様に、従来よりロータリーエンジンはトロコイド曲線内包絡線を外周輪郭とした略おむすび形のロータではない複数の羽根形状を有するロータを用いたエンジンも存在しているものである。
係る場合、まず特許文献１に示す構造においてはインボリュート曲線を用いたものであるが、は先端部が切り書くときにできる曲面部を有するものであり、刃先部分における破損などのおそれが高く、又燃料効率をより高められる他の方法が求められる。
【０００６】
又、特許文献２及び特許文献３に関しては、３つのロータを用いるものとして提唱されている。
さらに特許文献４に関しては極めて画期的で有用ではあるが、半面ロータを４つ必要とするものであり、よりコンパクトで同効率を発揮でき、また燃料効率を高めたロータリーエンジンの開発も望まれているものである。
【０００７】
以上のように、より燃料効率を高められる何らかのロータリーエンジンの提供が要求されているものであると共に、更に効率のよい燃焼を可能とし、高出力及び高回転を可能とするロータリーエンジンの提供が要求されているものであり、係る課題を解決する発明の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
係るために請求項１の発明は、ケーシング内にインボリュート曲線からなるそれぞれ少なくとも５枚以上の羽根部を有する２つのロータを有し、該ロータはケーシング内で羽根部同士がかみ合うように配置されているものであり、該ケーシングは夫々の羽根部の延長上であって羽根部の回転に沿った内径を有するケーシングであり、該２つのロータの夫々の羽根部同士が回転に伴って羽根部同士とロータ基部との間で気化燃料を圧縮することによって爆発させるロータリーエンジンからなり、係る発明によって前記課題を解決できる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明はインボリュート曲線からなるそれぞれ６枚の羽根部を有する２つのロータからなるロータリーエンジンであって、係る発明を用いてもよい。
更に、請求項３に係る発明は、２つのロータ２とも同一数の羽根部を有するロータであるロータリーエンジンであり、係る構成を用いたものであってもよい。
【００１０】
これらの場合、請求項４に係る発明のように隣り合う２箇所のロータの羽根部の回転による圧縮に基づく爆発は、夫々のロータ基部方向で交互に行なわれるロータリーエンジンであり、係る構成を用いてもよい。
更に、請求項５に係る発明のように排気を用いたターボによって加圧された混合気を吸気部から吸気するロータリーエンジンによってより確実に回転動力を得られるものである。
【００１１】
これらの場合、請求項６に係る発明のようにケーシングには吸気部と排気部を有すると共に排気部は一次排気部と二次排気部を有するものでも、請求項７に係る発明のように吸気部内に気流板を配置して吸気部内で乱気流を発生させ、空気と燃料の混合効率を高めるものであってもよい。
或いは、請求項８に係る発明のようにロータの回転に伴う動力の出力軸にフライホイールを有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように構成したことから以下のような効果を発揮するものである。
まず請求項１及び請求項２に係る発明により、従来のロータリーエンジンとは異なる構成のロータリーエンジンの提供が行なえるものであり、２つのロータに設けた羽根部同士がロータの回転に伴ってその間隔を狭め、又、広げることを繰り返すことができるものであり、ロータの一回の回転で基本的には一の羽根部において表裏面での２回の圧縮・爆発を行なうことができるものであり、効率の良いかつ高回転のロータリーエンジンの提供を可能とするものである。
【００１３】
更に、燃焼の効率を高め排出される排気煙をきれいに燃焼させることができる。
従って、各種燃料即ちガソリンのみならず軽油や重油等を用いることが可能となる。
次に請求項３に係る発明によって、２つのロータの回転をより効率よく確実に行うことを可能とするものであり、連続する回転のそれぞれの爆発力の一定化が図れるものとなる。
【００１４】
更に、請求項４に係る発明によって、爆発による回転に際してより強力な回転力を付与できるものとなり、高出力のエンジンの提供が行なえるものである。
又、請求項５に係る発明によって、より圧縮した高圧の吸気を行えるものでありロータの回転力を高めるとともに高回転を可能とするものであり、高出力の発生を可能とする。
特に２つのロータの回転により動力を得るものであるが、該ロータの回転に際してより確実な回転動作を付与できるものである。
【００１５】
次に請求項６に係る発明により、排気効率を高めることができるものとなる。
更に請求項７に係る発明により混合効率を高めることができるものであり、また請求項８に係る発明によりロータの回転に際してより回転効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るロータリーエンジンの基本的構成の概略の一例を示す図
【図２】本発明に係るロータの羽根部とロータの羽根部とのかみ合いによって圧縮爆発を行なう工程の概略の一例を示す図
【図３】本発明に係るロータリーエンジンの気流板の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明に係るロータリーエンジンの基本的構成の概略の一例を示す図である。
本図に示す通り、ケーシング１内において２箇所にインボリュート曲線からなる羽根形状の羽根部２１をロータの基部２０に有するロータ２が配設されている。
該ロータ２の基部２０には計６枚の羽根部２１を有するものであり、夫々のロータ２が上下方向に２つ配設され、羽根部２１同士がかみ合うように配設されているものである。
【００１８】
該ロータ２は、該基部２０の夫々の羽根部２１の延長上に羽根部２１の回転に添った内径を有するケーシング１内に配置されており、ロータ２は夫々回転自在に軸支されているものである。
更に夫々吸気部Ｉと排気部Ｏ１、Ｏ２を有していると共に図示しないが点火用の点火部を有する。
また、吸気部Ｉでは気化燃料をインジェクションによってケーシング１内に噴出するものである。
【００１９】
したがって計２つのロータ２は、夫々回転を行うと共に必要な吸気、気化燃料の噴出、圧縮、点火による爆発、排気を繰り返すこととなる。
本図において、吸気部Ｉと排気部Ｏ１、Ｏ２を示すがこれは、具体的な場所や形状を示すものではなく、ほぼこのあたりに該機構を有すればよいものとして示すものである。
なお、各々のロータ２の羽根部２１同士によって圧縮、爆発工程を行うが、点火ポイント等に関しては、的確に点火可能な任意位置に設けているものであればよい。
【００２０】
従って図示の箇所より外れて異なる場所に吸気部Ｉ排気部Ｏ１、Ｏ２を有し、さらに任意位置に点火ポイントがあるものであっても、もちろん本発明に含まれるものであり、本図における該設置個所は単に概略的な構造を示すに過ぎないものである。
排気部Ｏ１、Ｏ２に関しては、二か所に排気部を有するものであり、まず排気部Ｏ１は一次排気部Ｏ１であり、ここでまず排気を行うが、更に排気部Ｏ２を設け二次排気部Ｏ２として羽根部２１間の排気残による高圧状態を解消し、次の工程における吸気部Ｉからの吸気をしやすくするものである。
吸気部Ｉにおいては、図示しないがタービンにより加圧された混合気を送るものである。
【００２１】
これにより２つのロータを用いたロータリーエンジンながら効率よく確実に回転を行うことができるものである。
なお、この吸気部における吸気に際しての加圧された混合気は、例えば排気部により排気される排気を用いてタービンを回転させ、これによって吸気を高圧化するものであってもよい。
いわゆるターボチャージャーであり、該構成を有することが望ましい。
これにより効率的に吸気を行えることになる。
【００２２】
もとよりエンジンの出力を直接用いるいわゆるスーパーチャージャーを用いるものであってももちろん良い。
さらに吸気に際して排気の熱を効率的に吸気に付与できるように熱交換器を装備するものであってもよく、例えば排気を用いたタービンにおいて熱交換可能なものとすることにより効率的に吸気に熱を付与できるものである。
次にキャブレターにおいてインジェクションによって燃料を噴出するが、この噴出に際しては機械式を用いても電子制御式を用いてもよい。
【００２３】
更に吸気部より供給する混合気は、より空気と燃料の混合効率を高めるために吸気自体に乱気流を生じさせることであってもよい。
例えば吸気用の管内に気流板を配置して管内で乱気流を発生させるものであってもよい。
次に、ロータ２の回転をみると、先ずロータＡとロータＢとからなり、ロータＡは、ロータＢの羽根部２１とのかみ合いの最初の時点において吸気がなされ、更にロータＡ及びロータＢの回転に伴って両羽根間に生じる隙間が狭まり圧縮爆発を行なう。  
【００２４】
更に該爆発力などによりロータＡ及びロータＢの更なる回転に伴って両羽根間に生じる隙間が広がり、任意位置において排気される。
また、より排気効率を高めるために二次排気口より排気がなされるものとなる。
以上のように、極めて効率的に回転を与えることができるものである。
この場合、ケーシング１内に爆発後の燃焼状態を四分の一回転程度維持することから、ガスの完全燃焼が図れる。
【００２５】
次に本図では明示しないが、動力の取り出し側にフライホイールを有し、回転動力を付与するものであってもよい。
例えば出力軸にフライホイールを有し、この出力軸の回転にフライホイールによる慣性を与えるものであってもよい。
或いは出力軸の回転を維持するためのギア類にフライホイール機能を有するものを用いてもよい。
【００２６】
図２は、ロータＡの羽根部２１とロータＢの羽根部２１とのかみ合いによって圧縮爆発を行なう工程の一例を示す図であり、図1に示す両者の圧縮爆発行程の一例を示す図である。
【００２７】
図２（ａ）に示す通り、まず、ロータＡの羽根部Ａ−２とロータＢの羽根部Ｂ‐１とがかみ合い、ロータＡの基部２０との隙間部分で圧縮爆発が起こる。
更に、ロータ２の回転が行われてより両羽根部２１が回転すると、本図のようにロータＢの羽根部Ｂ‐１とロータＡの羽根部Ａ−１とがかみ合い、両者の間隔が狭まってロータＢの基部２０との隙間部分で圧縮爆発が起こる。
【００２８】
次に図２（ｂ）に示す通り、更に、ロータ２の回転が行われより両羽根部２１が回転すると、ロータＡの羽根部Ａ−１とロータＢの羽根部Ｂ‐６とがかみ合い、さらに回転によって両者の間隔が狭まることによって圧縮され、ロータＡの基部２０との隙間部分で圧縮爆発が起こる。
更に、図２（ｃ）に示す通りロータ２の回転が行われより両羽根部２１が回転すると、ロータＢの羽根部Ｂ‐６とロータＡの羽根部Ａ−６とがかみ合い、さらに回転によって両者の間隔が狭まることによって圧縮され、ロータＢの基部２０との隙間部分で圧縮爆発が起こる。
【００２９】
このように連続して爆発を発生させられることから極めて高出力を得られると共に効率のよい燃焼を可能とする。
更に、連続する燃焼を与えられるが、吸気に際して高圧の混合気をタービンなどにより強制的に送り込むことによって、よりスムーズで高回転を維持できるものとなる。
【００３０】
図３は、吸気に際する乱気流発生用の気流板３の一例を示す。
本図の気流板３に示すように断面略波状に形成することにより吸気用の管内で乱気流の発生を可能とし混合効率を高めることができるものである。
以上のように本発明は、極めて効率的に吸気・圧縮・爆発・排気を効率よく行えるものである。
【００３１】
尚、前記までに示した６枚の羽根部２１を有するロータ２に代えて、他の枚数の羽根部を有するロータを用いてもよく、少なくとも５枚程度から１２枚程度のまでの任意の枚数の羽根部２１を有するロータ２を用いてもよく、或いは羽根部２１の突出が小さい略ギア形の形態のものであれば１２枚以上の枚数のより多くの羽根部２１を有するものを用いることもでき、係る構成を有するロータ２を用いるものであってもよい。
但し２つのロータを２個用いて、それぞれの羽根部がかみ合うように構成されて、圧縮爆発が可能な羽根部であることが必要である。
【００３２】
従って、二つのロータ２は基本的には同数で同形の羽根部が最良であるがこれに限らず、このかみ合い構成を可能とする異なる数の羽根部を有するロータでも或いは異形のロータを用いたもので当てもよい。
ケーシング内で二つのロータをきっちりと定置させ気密性を保つためには、例えばロータの出力軸等にそれぞれギャ等を有し、それぞれのロータのギャをかみ合わせるものを用いてもよい。
例えばこのかみ合わせ用のギャの外周方向に重りを有し、該ギャの回転に際して回転の慣性を利用して、スムーズな回転などを図れるものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１      ケーシング
２      ロータ
２０    基部
２１    羽根部
３      気流板
Ｉ      吸気部
Ｏ１    一次排気部
Ｏ２    二次排気部
【図１】
0004389236.tif 000002
【図２】
0004389236.tif 000003
【図３】
0004389236.tif 000004