(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材に含まれる第１の表面、およびそこから離隔されるとともにそれに対して固定された第２の部材に含まれる第２の表面であって、第１の表面が第１の基準面内で延在し、第２の表面が第２の基準面内で延在し、第１の基準面が第２の基準面と平行である、第１の表面および第２の表面と、
前記第１の表面と前記第２の表面との間に配設され、前記第１の表面、前記第２の表面、ならびに第１のベーン、第２のベーン、第３のベーン、および第４のベーンを含む第１のアセンブリによって少なくとも部分的に画成される、第１の可変容積室と、
前記第１のベーンと前記第２のベーンとの間にあって、前記第１の表面および前記第２の表面に対して固定位置で維持される、第１の旋回接続部と、
前記第２のベーンと前記第３のベーンとの間の第２の旋回接続部と、
前記第３のベーンと前記第４のベーンとの間の第３の旋回接続部と、
前記第１のベーンと前記第４のベーンとの間の第４の旋回接続部と、
前記第３の旋回接続部に直接的に接続され、かつクランク軸に接続される駆動バーと、
を備える、可変容積室デバイス。
【請求項２】
前記駆動バーが前記クランク軸に直接または間接的に接続される、請求項１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項３】
前記第１の可変容積室がポンプ室である、請求項１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項４】
前記第１の表面にある入口ポートと、
前記第１の表面または前記第２の表面にある出口ポートとを更に備え、
前記ベーンアセンブリの周期的移動によって、前記入口ポートおよび前記出口ポートの露出と、前記第１の可変容積室との連通からの遮断とを繰り返す、請求項１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項５】
前記第１の可変容積室が内燃機関内の燃焼室である、請求項１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項６】
前記第１の表面と前記第２の表面との間に配設され、前記第１のベーンの一部および前記第２のベーンの一部を少なくとも取り囲む、ベーン周辺構造と、
前記第１のベーンおよび前記ベーン周辺構造によって少なくとも部分的に画成される、第２の可変容積室とを更に備える、請求項５に記載の可変容積室デバイス。
【請求項７】
前記第２の可変容積室が内燃機関内の内部過給機室である、請求項６に記載の可変容積室デバイス。
【請求項８】
前記内部過給機室を前記燃焼室に接続する、１つまたは複数の動作流体通路を更に備える、請求項７に記載の可変容積室デバイス。
【請求項９】
前記第２の可変容積室が内燃機関内の内部過給機室である、請求項６に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１０】
前記燃焼室を前記内部過給機室に接続する、１つまたは複数の動作流体通路を更に備える、請求項９に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１１】
前記第２のベーンおよび前記ベーン周辺構造によって少なくとも部分的に画成される、第３の可変容積室を更に備える、請求項６に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１２】
前記第２の可変容積室が内燃機関内の第１の内部過給機室、前記第３の可変容積室が内燃機関内の第２の内部過給機室である、請求項１１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１３】
前記第２の可変容積室が内燃機関内の内部過給機室、前記第３の可変容積室が内燃機関内の内部過給機室である、請求項１１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１４】
前記第１のベーン、前記第２のベーン、および前記ベーン周辺構造によって少なくとも部分的に画成される、第４の可変容積室を更に備え、
前記第２の可変容積室が内燃機関内の第１の内部過給機室、前記第３の可変容積室が内燃機関内の第２の内部過給機室、前記第４の可変容積室が内燃機関内の内部過給機室である、請求項１１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１５】
前記第１の内部過給機室を前記燃焼室に接続する、１つまたは複数の第１の動作流体通路と、
前記燃焼室を前記内部過給機室に接続する、１つまたは複数の第２の動作流体通路と更に備える、請求項１４に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１６】
前記第１の表面と前記第２の表面との間、および周囲環境と前記第１のアセンブリとの間に配設される、外室を更に備え、
前記外室が周囲環境圧力を超えて加圧される、請求項１に記載の可変容積室デバイス。
【請求項１７】
前記外室を加圧する外部過給機を更に備える、請求項１６に記載の可変容積室デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年４月２８日付けの米国仮特許出願第６２／４９１，６２９号、２０１７年５月４日付けの米国仮特許出願第６２／５０１，３１８号、２０１８年３月２３日付けの米国特許出願第１５／９３４，６２５号、２０１８年３月２３日付けの米国特許出願第１５／９３４，７４２号、２０１８年３月２７日付けの米国特許出願第１５／９３６，７１３号、２０１８年３月２７日付けの米国特許出願第１５／９３７，２９３号、２０１８年３月２８日付けの米国特許出願第１５／９３８，１３０号、２０１８年３月２８日付けの米国特許出願第１５／９３８，４２７号、２０１８年３月３０日付けの米国特許出願第１５／９４１，３９７号、および２０１８年４月２７日付けの米国特許出願第１５／９６５，００９号に関し、それらの優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、一般的には、内燃機関、流体ポンプ、および圧縮機などに関するが、それらに限定されない、可変容積室を有するデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの内燃機関は、燃焼現象に対する可変容積室を画成する、協働するエンジンシリンダおよびピストンの構成を使用して、動力を発生させる。あるいは、燃焼現象によるエネルギーを活用するのに、シリンダおよびロータの構成が使用される。エンジンピストンまたはロータの運動は、例えば２サイクルおよび４サイクル運転など、多サイクル運転において、混合気を吸気もしくは掃気、または厳密に充気（燃料噴射式エンジンの場合）して燃焼させ、使用済み排気ガスを排出するのに使用され得る。ピストン型およびロータ型両方の内燃機関には、減少または排除するのが有益であろう、多くの非効率的な点がある。かかる非効率的な点は、少なくとも部分的に、燃焼現象から動力を発生させるのに使用される可変容積室の性質に起因することがある。
【０００４】
例えば、ピストン型エンジンのピストンは、可変容積室を作り出すために、下死点位置および上死点位置の領域で、ピストンの運動の加速、移動、減速、停止、および反転を絶えず行わなければならない。このようにピストンのポンプ運動を絶えず反転させることによって、ピストンヘッドと周囲のシリンダとの間に可変容積室が形成されるが、それによって運動量が保存されなくなり、効率が低減される。したがって、繰り返される燃焼現象によって蓄積される運動量の少なくとも一部を保存しながら、可変容積燃焼室を使用する、エンジンおよびエンジン運転方法が必要とされている。
【０００５】
ロータリーエンジンは、ロータリーエンジン要素が流動的に無停止で運動して運動量を保存するため、ピストン型エンジンと比較して、機械効率が優れていることが知られている。しかしながら、エンジン効率および動力は、燃焼室内の空気の質量にも関連することがある。燃焼室に取り入れることができる空気質量は、吸気サイクル中の燃焼室と吸気源（例えば、マニホルド）との間の圧力差、ならびに吸気ポートの実効サイズおよびフロー特性、および吸気サイクル現象持続時間に関連する。ピストン型エンジンは、可変容積燃焼室を利用して、チャンバに吸気が充填された後の容積を減少することによって、燃焼吸気の圧力を更に増加させる。燃焼吸気圧力、吸気ポートの実効サイズおよび／またはフロープロファイル、ならびに／あるいは実効吸気サイクル持続時間のうち任意の１つもしくは複数を増加させると、燃焼室の空気質量が増加し、したがって効率および動力が改善される。ロータリー型エンジンは、ピストン型エンジンと比較して燃焼吸気を圧縮する能力が低く、結果として効率が減少する。したがって、燃焼吸気圧力、吸気ポートのサイズおよびフロー、ならびに／あるいは吸気現象持続時間を増加および／または改善すると同時に、エンジン運動量の保存を改善する、エンジンおよびエンジン運転方法が必要とされている。
【０００６】
燃焼吸気圧力を増加させる１つの方法は、ターボ過給機または過給機を使用して、燃焼プロセス用に供給される吸気の圧力を上昇させるものである。既存のターボ過給機および過給機は、別の方法ではエンジン運転に不要である追加要素を利用する場合、重量、コスト、および複雑さを増大させる。したがって、吸気補給をやはり過給する燃焼発生構成要素を使用することによって、専用の過給用追加構成要素の必要性を排除または低減する、エンジンおよびエンジン運転方法が必要とされている。
【０００７】
ワンケルロータリーエンジンなどのロータリーエンジンには、弁列を排除することによって構成要素が減ること、往復運動する質量を排除することによって振動が減ること、動力出力のための重量およびサイズが小さくなること、ならびにより高いＲＰＭ範囲への動力送達がスムーズなことなど、往復ピストンエンジンを上回る他の利点がある。しかしながら、ワンケルロータリーエンジンは、燃焼室圧力比が低いことによる燃料節約の点で、またはピストンエンジンの燃焼がより複雑でより高速であることによる排出の点で、最適ではない。したがって、ロータ型およびピストン型両方のエンジンの利益の１つまたは複数を同時に提供する、エンジンおよびエンジン運転方法が必要とされている。
【０００８】
既存のピストン型およびロータ型エンジンは、ほぼ例外なく、ピストンまたはロータとそれが内部で動くシリンダとの間の境界面を潤滑にする、エンジンオイルなどの液体潤滑剤を要する。潤滑系統は、通常、きわめて重要であり、潤滑系統の故障は致命的である恐れがある。潤滑剤が必要であることにより、多くの不利益がもたらされる。潤滑剤は、時間と共に使い古されて汚染され、したがって交換を要するので、エンジン運転に対して費用および不便さが加わる。多くの潤滑剤は、潤滑剤を可動部品に再適用するためのポンプおよび通路を要する。ポンプおよび通路、ならびに能動的な潤滑系統の他の要素は、適正に動作する必要があり、相互接続された要素の間にシールを要する。シールが時間と共に劣化するにつれて、潤滑系統の漏れが当然発生し、ポンプの漏れおよび摩耗が生じて、エンジン運転に対して更なる保守管理費用および不便さが加わる。また、漏れによって潤滑剤が燃焼室に入り込んで、燃焼を妨げ、噴射器および点火プラグまたは予熱プラグを詰まらせる恐れがある。また、燃焼室内の潤滑剤によって、望ましくない排気が起こる恐れがある。また漏れによって、潤滑剤が燃焼副産物で汚染される恐れがある。上記の問題は全て、潤滑剤の使用に付随するものであり、またそれらは全て、故障モードおよび保守管理コストを増加させる。したがって、潤滑剤に対する依存度が低い、または潤滑剤に全く依存しない、内燃機関およびエンジン運転方法が必要とされている。
【０００９】
エンジンにおける潤滑剤の使用を制限または排除する能力は、燃焼室の封止面積に関連することがある。シール全体にわたる所与の圧力差に対して封止面積がより大きいと、効力が低いシールを使用することができるか、または封止作用がより強くなり、シール寿命が長くなる。また、より大きいシール面積によって、チャンバの熱点および伝熱の問題が広がるのを排除または低減することができ、熱力学エネルギーをより良く利用することができる。したがって、所与の燃焼室変位に対してより大きいシール面積を含む、内燃機関およびエンジン運転方法が必要とされている。
【００１０】
エンジン効率に影響を及ぼす２つの更なる要因は、燃料燃焼中の火炎面伝播、ならびに動力を発生させるのに使用される、燃焼ガスの膨張からピストンへの実際的な力の伝達である。火炎面伝播が改善されることによって、より完全な燃焼をもたらし、したがって燃料節約を向上させることができる。燃焼膨張からの力の伝達が改善されることによっても、燃料節約を改善することができる。したがって、火炎面伝播、および燃焼ガスの膨張から動力発生要素への力の伝達が優れたエンジンが必要とされている。
【００１１】
内燃機関は、当然ながら、ラジエータおよび排気系統など、１つまたは複数の冷却系統を使用して周囲環境に捨てられる、廃熱を発生させる。廃熱は、定義上は、出力動力を発生させるのに使用されず、したがって非効率性の１つの形態を表す。したがって、別の方法では廃熱となる熱を利用して有効な動力を発生させる、内燃機関が必要とされている。
【００１２】
内燃機関内の空気の圧力を上昇させることは、多くの観点で効率を高める。過給機は、空気圧を上昇させる１つの手段を提供するが、それらによってコストおよび重量が増し、場所をとり、保守管理が必要になる。したがって、コスト、重量、空間利用、および保守管理要件の点で既存の過給機よりも優れた過給機が必要とされている。
【００１３】
ピストン型内燃機関の可変容積室は、流体ポンプまたは圧縮機となるように、エンジン以外の用途で利用されてもよい。しかしながら、ピストン型エンジンの効率が最適以下である理由の多くと同じ理由で、ピストン型ポンプおよび圧縮機の効率が低減される。例えば、ピストン運動量を保存できないことが、ピストン型ポンプおよび圧縮機の効率に悪影響を及ぼす。したがって、既知のピストン型ポンプおよび圧縮機の不利な点のうち１つまたは複数を回避する、ポンプおよび圧縮機が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
したがって、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、繰り返される燃焼現象によって蓄積される可動部品の運動量の少なくとも一部を保存する、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。相互接続された旋回ベーンを使用して、燃焼に使用される可変容積室を画成することによって、過給および／または加熱エンジン機能が、保存される運動量を蓄積することができる。
【００１５】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、燃焼室圧縮比が比較的低いという不利益を起こさない、ロータリーエンジンの利点を備えたエンジンを提供することである。相互接続された旋回ベーンを使用して、可変容積燃焼室を画成することによって、ピストン型エンジンで得られるものに匹敵する、またはそれを超える、また既知のロータ型エンジンで得られるものを超える、圧縮比を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、既存のエンジン構成要素を使用して、また専用の更なるターボ過給機または過給機の必要性を回避して、吸気圧を増加および／または改善する、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。本発明の実施形態は、相互接続された旋回ベーンを使用して燃焼室を画成してもよく、燃焼に使用されるのと同じ相互接続された旋回ベーンを利用して、可変容積過給機室を画成する、内部過給機を提供することができる。これにより、以前は十分活用されていなかった空間をより効率的に用いて、エンジン動力に役立てることができる。内部過給機をエンジン内に直接配置することによって、クランク軸出力からプーリー、ベルト、または歯車によって駆動される外部に位置する過給機と比較して、ポンピングおよび動力伝達による、関連する動力損失を低減することができる。
【００１７】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、ロータリー型エンジンの利益を提供すると同時に、所望のレベルの燃焼吸気圧縮を提供する、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。かかる利益は、構成要素が少ないこと、特定の弁が排除されること、振動が少ないこと、重量及びサイズが小さいこと、ＲＰＭ能力が高いこと、および動力送達がスムーズであることのうち１つまたは複数を含んでもよい。本発明の実施形態は、相互接続された旋回ベーンを使用して、滑らかな湾曲した運動経路を全体的に辿って、ロータリー型エンジンの利益の全てではないにしても多くの利益を提供するとともに、所望のレベルの燃焼吸気圧縮を提供する、１つまたは複数の可変容積室を画成してもよい。
【００１８】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、オイルなどの潤滑剤に対する依存度が低い、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、燃焼過給室へのオイルの浸透を制限または防止し、それによって好ましくない排出を低減する、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。オイルを系統から除去することによって、事実上、オイルエアロゾルは排気ガスから排除され、それによってオイルおよびオイル副産物が、弁、噴射器、点火プラグ、ターボ過給機、触媒コンバータ、および他のエンジン系統構成要素に集積するのを防ぐ。また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、カーボン粒子、消費されなかった炭化水素、およびオイルを汚染しｐＨを改変する恐れがある他の粒子状物質を生じさせる可能性がある、燃焼副産物および副産物がオイルに浸透するのを制限または防止する、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。これらのオイル汚染源を低減または排除することで、オイル系統腐食を防止し、オイル寿命を延長することができ、それによって必要な保守管理コストが減少し、付随するオイルの取扱い、貯蔵、およびリサイクルのコストが減少する。本発明の実施形態は、上述の目的の１つまたは複数を達成するため、潤滑剤を使用することなく、壁と等価のシールを維持しながら隣接する壁に対して移動する、相互接続された旋回ベーンを使用してもよい。旋回ベーンおよび／または隣接する壁は、潤滑剤を必要とせずに封止系統を形成するポケット領域を備えてもよい。旋回ベーンはまた、代替例と比較してより大きい封止面積を提供してもよく、それによって潤滑剤以外の封止系統をより実現可能にすることができる。
【００１９】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、膨張する燃焼ガスから動力発生要素への、所望のレベルの火炎面伝播および／または力の伝達を提供する、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。この目的のため、本発明の実施形態は、燃焼中の最適なおよび／または短縮された火炎面伝播を促進する、相互接続された旋回ベーンを使用してもよい。旋回ベーンはまた、複数の点火プラグを使用すること、ならびに燃焼吸気および動力発生要素と相対する改善された点火プラグの位置付けを可能にすることができる。
【００２０】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、別の方法では廃熱であろうものからエネルギーを捕捉し、かかるエネルギーを発電に使用する、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。本発明の実施形態は、相互接続された旋回ベーンを使用して、廃熱エネルギーを捕捉し、それを発電に使用する、熱機関を画成してもよい。更に、熱機関を形成する相互接続された旋回ベーンは、動力を燃焼現象から発生させ、それによって既存の構成要素から更なる発電の利益を導き出し、重量、コスト、または複雑さが過度に追加されるのを回避するため、既にエンジンに含まれていてもよい。
【００２１】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、改善された外部過給機設計を含む、エンジンおよびエンジン運転方法を提供することである。本発明の実施形態は、コスト、重量、性能、保守管理、および複雑さの点で優れた過給機を含んでもよい。
【００２２】
また、本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態の目的は、ポンプおよび圧縮機用など、動力を発生させる以外の用途に使用されてもよい、可変容積室を提供することである。この目的のため、本発明の実施形態は、相互接続された旋回ベーンを使用して、独立してまたはポンプもしくは加圧流体と協調して作用してもよい、１つまたは複数の可変容積室を画成してもよい。
【００２３】
本発明の、必ずしも全てではないにしてもいくつかの実施形態のこれらおよび他の利点は、当業者には明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題に応答して、本出願人は、革新的な可変容積室デバイスを開発した。該可変容積室デバイスは、第１の部材に含まれる第１の表面、およびそこから離隔されるとともにそれに対して固定された第２の部材に含まれる第２の表面であって、第１の表面が第１の基準面内で延在し、第２の表面が第２の基準面内で延在し、第１の基準面が第２の基準面と平行である、第１の表面および第２の表面と、第１の表面と第２の表面との間に配設され、第１の表面、第２の表面、ならびに第１のベーン、第２のベーン、第３のベーン、および第４のベーンを含む第１のアセンブリによって少なくとも部分的に画成される、第１の可変容積室と、第１のベーンと第２のベーンとの間にあって、第１の表面および第２の表面に対して固定位置で維持される、第１の旋回接続部と、第２のベーンと第３のベーンとの間の第２の旋回接続部と、第３のベーンと第４のベーンとの間の第３の旋回接続部と、第１のベーンと第４のベーンとの間の第４の旋回接続部とを備える。
【００２５】
本出願人は更に、革新的な可変容積室デバイスを開発した。該可変容積室デバイスは、第１の構造に含まれる第１の表面、およびそこから離隔されるとともにそれに対して固定された第２の構造に含まれる第２の表面であって、第１の表面が第１の基準面内で延在し、第２の表面が第２の基準面内で延在し、第１の基準面が第２の基準面と平行である、第１の表面および第２の表面と、第１の表面と第２の表面との間に配設され、第１の表面、第２の表面、ならびに第１のベーン、第２のベーン、第３のベーン、および第４のベーンを含む第１のアセンブリによって少なくとも部分的に画成される、第１の可変容積室と、第１のベーンと第２のベーンとの間の第１の旋回接続部と、第２のベーンと第３のベーンとの間の第２の旋回接続部と、第３のベーンと第４のベーンとの間の第３の旋回接続部と、第１のベーンと第４のベーンとの間の第４の旋回接続部と、第１の地点および第１の地点よりも遠位側の第２の地点を有する駆動バーとを備え、駆動バーの第１の地点が第３の旋回接続部で第１のアセンブリに接続され、駆動バーの第２の地点がクランク軸に直接または間接的に接続される。
【００２６】
本出願人は更にまた、革新的な可変容積室デバイスを開発した。該可変容積室デバイスは、第１の部材に含まれる第１の表面、およびそこから離隔されるとともにそれに対して固定された第２の部材に含まれる第２の表面であって、第１の表面が第１の基準面内で延在し、第２の表面が第２の基準面内で延在し、第１の基準面が第２の基準面と平行である、第１の表面および第２の表面と、第１の表面と第２の表面との間に配設され、第１の表面、第２の表面、ならびに第１のベーン、第２のベーン、第３のベーン、および第４のベーンを含む第１のアセンブリによって少なくとも部分的に画成される、第１の可変容積室と、第１のベーンと第２のベーンとの間の第１の旋回接続部と、第２のベーンと第３のベーンとの間の第２の旋回接続部と、第３のベーンと第４のベーンとの間の第３の旋回接続部と、第１のベーンと第４のベーンとの間の第４の旋回接続部と、第１のベーンおよび第２のベーンの少なくとも一部分を取り囲むベーン周辺構造と、第１のベーンおよびベーン周辺構造によって少なくとも部分的に画成される、第２の可変容積室とを備える。
【００２７】
本出願人は更にまた、革新的な内燃機関を開発した。該内燃機関は、可変容積内部過給機室と、可変容積燃焼室と、可変容積熱機関室と、可変容積過給機室を可変容積燃焼室に接続する、１つまたは複数の第１の動作流体通路と、可変容積燃焼室を可変容積熱機関室に接続する、１つまたは複数の第２の動作流体通路とを備える。
【００２８】
上記の概要説明および以下の詳細な説明は両方とも、単に例示および説明のためのものであり、請求される本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。
【００２９】
本発明の理解を助けるため、以下、添付図面を参照する。図面中、同様の参照符号は同様の要素を指す。図面は単なる例示であり、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による二層内燃機関を示す等角図である。
【図２】図１のエンジンに含まれる第１のタイプの側板を示す平面図である。
【図３】図１のエンジンに含まれる、特に、２つのベーンアセンブリ、２つの馬蹄片、および２つの側部カバーを示す平面図である。
【図４】図１のエンジンに含まれる第２のタイプの側板を示す平面図である。
【図５】図１のエンジンに含まれるとともに図３に示される、キングピンによって旋回接続された第１および第２のベーンを示す等角図である。
【図６】図１のエンジンに含まれるとともに図３に示される、共に旋回接続された第３および第４のベーンを示す等角図である。
【図７】ベーンアセンブリおよび馬蹄片上に形成された封止系統を含む、図３に示されるベーンアセンブリ、馬蹄片、駆動バー、クランク、および中間冷却器を示す平面図である。
【図８Ａ】本発明の第１の実施形態による、点火プラグまたは予熱プラグの装着および配線を示す、図３、５、および７に示される第１のベーンおよびキングピンを示す断面図である。
【図８Ｂ】本発明の代替実施形態による、点火プラグまたは予熱プラグの配線を示す、図３、５、および７に示されるキングピンを示す断面図である。
【図８Ｃ】本発明の代替実施形態による、点火プラグまたは予熱プラグの配線を示す、図３、５、および７に示されるキングピンを示す断面図である。
【図８Ｄ】本発明の代替実施形態による、点火プラグまたは予熱プラグの配線を示す、図３、５、および７に示されるキングピンを示す断面図である。
【図９Ａ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｂ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｃ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｄ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｅ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｆ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｇ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｈ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図９Ｉ】異なるクランク角度配向で示される、図３の要素を示す平面図である。
【図１０】図１に示されるエンジンとともに使用されてもよい、外部過給機の例示の実施形態を示す分解組立図である。
【図１１】図１に示されるエンジンのベーンアセンブリおよび側板に対する例示の水噴射器の配置を示す図である。
【図１２】図１に示されるエンジンのベーンアセンブリおよび側板に対する例示の水噴射器の配置を示す図である。
【図１３】図１０に示される外部過給機に関する外部過給機の角度位置およびクリアランスを示す予測グラフである。
【図１４】図１０に示される外部過給機に関する外部過給機角速度を示す予測グラフである。
【図１５Ａ】異なる回転地点における図１０から選択された要素を示す平面断面図である。
【図１５Ｂ】異なる回転地点における図１０から選択された要素を示す平面断面図である。
【図１５Ｃ】異なる回転地点における図１０から選択された要素を示す平面断面図である。
【図１６】内部室の仮想図を含む代替実施形態の外部過給機の前側ロータを示す模式図である。
【図１７Ａ】好ましい実施形態による、要素の相対オフセットを示す図３の要素の平面図である。
【図１７Ｂ】好ましい実施形態による、要素の相対オフセットを示す図３の要素の平面図である。
【図１８】本発明の代替実施形態における、特に、配置され相互接続された４つのベーンアセンブリを示す平面図である。
【図１９】本発明の代替実施形態における、特に、配置され相互接続された４つのベーンアセンブリを示す平面図である。
【図２０】本発明の代替実施形態における、特に、配置され相互接続された４つのベーンアセンブリを示す平面図である。
【図２１】本発明の代替実施形態における、特に、配置され相互接続された２つのベーンアセンブリを示す平面図である。
【図２２Ａ】本発明の代替実施形態で使用される例示の歯車アセンブリを示す図である。
【図２２Ｂ】本発明の代替実施形態で使用される例示の歯車アセンブリを示す図である。
【図２２Ｃ】本発明の代替実施形態で使用される例示の歯車アセンブリを示す図である。
【図２３】本発明の代替実施形態における、特に、配置され相互接続された２つの互い違いのベーンアセンブリを示す分解組立図である。
【図２４】本発明の代替実施形態における、特に、配置され相互接続された２つの互い違いのベーンアセンブリを示す分解組立図である。
【図２５】本発明の代替実施形態における、特に、配置されたベーンアセンブリを示す分解組立図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面に実施例が示される、本発明の実施形態を詳細に参照する。図１を参照すると、本発明の第１の実施例における内燃機関の実施形態が示されている。この実施例では、エンジンは、一層当たり２つの可変容積燃焼室を含む、２つの隣接する層を組み込んでもよい。代替のエンジンの実施形態およびポンプの実施形態は、より多数または少数の層を有してもよく、一層当たりより多数または少数の可変容積室を有してもよいことが認識される。図１において見る者に最も近いエンジンの部分から始まり、見る者から離れる方向へと進んで、第１の層は、第１のタイプＢの側板３２に接続された第１の端板３３を含んでもよい。第１の端板３３および第１のタイプＢの側板３２は、それらを通って延在する位置合わせされた開口部を有して、第１および第２の出力クランク軸５６、ならびに第１および第２の点火プラグ１３８を収容してもよい。第１のタイプＢの側板３２はまた、それを通る開口部を含んで、第１および第２の燃料噴射器１３６を収容してもよい。
【００３２】
第１のタイプＢの側板３２は、多数の外部および内部中間部品によって、第１のタイプＡの側板３１から離隔されてもよい。外部中間部品は、第１の馬蹄片１０１および第２の（下側の）馬蹄片、ならびにタイプＡの側部カバー３７およびタイプＢの側部カバー３８を含んでもよい。
【００３３】
エンジンの第２の層は、第１の層に隣接し、それに接続されてもよい。第２の層は、第１のタイプＡの側板３１に接続された第２のタイプＡの側板３１を含んでもよい。第２の層は更に、第３の馬蹄片１０１、第４の馬蹄片、タイプＡの側部カバー３７、およびタイプＢの側部カバー３８によって第２のタイプＡの側板から離隔された、第２のタイプＢの側板３２を含んでもよい。第２の端板３４は、第２のタイプＢの側板３２に接続し、それによって二層スタックを完成してもよい。第２の端板３４、第２のタイプＢの側板３２、ならびに第３および第４の馬蹄片１０１は、エンジンの第１の層にある相手方部品と同じ数およびタイプの開口部を含んでもよい。第１の端板３３、第２の端板３４、タイプＡの側板３１、タイプＢの側板３２、馬蹄片１０１、タイプＡの側部カバー３７、およびタイプＢの側部カバー３８はそれぞれ、外縁部に沿って形成された複数の冷却フィンを有してもよい。各馬蹄片１０１は、馬蹄片を通って延在する排気開口部１２９を含んでもよい。
【００３４】
図２を参照すると、タイプＡの側板３１はそれぞれ、第１の基準面に延在する、燃焼室に面するほぼ平坦な内表面（図示されるのとは反対側）と、冷却フィン３０が形成された外縁部とを含んでもよい。第１および第２の中間冷却器５２の、第１の中間冷却器通路５３を含む部分は、タイプＡの側板３１の対向する角に設けられる。タイプＡの側板３１はまた、タイプＡの側板を二分する基準中心線上で、互いから離隔された第１および第２の出力クランク軸５６を受け入れる開口部を含んでもよい。第１および第２のボアまたは陥凹部１２８が、タイプＡの側板３１に設けられて、キングピン（図３に図示）を受け入れる。
【００３５】
タイプＡの側板３１はそれぞれ、プレートの非燃焼室側（図示）に形成される、の４つの内部過給機チャネル（即ち、通路）４８を含んでもよい。内部過給機チャネル４８は、タイプＡの側板３１の中央外縁部に形成された開放端から、板の燃焼室側と連通する内部過給機空気入口４９まで延在してもよい。チャネル４８は、タイプＡの側板３１の冷却を支援する、延長された流路を提供するように構成された、湾曲したフック形状を有してもよい。内部過給機チャネル４８の協働部品は、第１および第２の出力クランク軸５６の開口部を通って、タイプＡの側板３１を二分する、基準中心線の両側に設けられてもよい。内部過給機チャネル４８の協働する各対は、タイプＡの側板３１の燃焼室側（図示されるのとは反対側）にある熱機関吹出しポート４６が適合される１つのチャネルを含んでもよい。
【００３６】
図３を参照すると、エンジン層の各半分は、馬蹄片１０１と、中間冷却器５２と、キングピン１０５と、タイプＡのベーン６５、タイプＢのベーン７５、タイプＣのベーン８５、およびタイプＤのベーン９３で構成されるベーンアセンブリとを備えてもよい。エンジン層の上側部分にあるベーンアセンブリは、駆動バー６２によって、エンジン層の下側部分にあるベーンアセンブリに旋回接続してもよい。次いで、駆動バー６２は、クランク６０によって、内部クランク軸５８それぞれに旋回接続してもよい。馬蹄片１０１、第１のタイプＡの側部カバー３７、および第１のタイプＢの側部カバー３８は、集合的に、タイプＡの側板３１をタイプＢの側板３２から離隔させて、図１に示される二層のうち第２のエンジン層を形成してもよい。考察を容易にするため、エンジンの下側部分が同様の要素を含み、エンジンの第２の層が第１の層と同様の要素を含むという理解のもと、エンジンの上側部分（ベーンアセンブリ、馬蹄片など）のみについて記載する。
【００３７】
図３を引き続き参照すると、馬蹄片１０１は、タイプＡの側板３１に隣接し、それに対して封止される、前面（図示）を有する。馬蹄片１０１はまた、タイプＢの側板３２に隣接し、それに対して封止される、後面を有する。馬蹄片１０１は、一般用語では、それを通って延在する排気開口部１２９を有し、ならびに他のいくつかの通路が形成された、Ｕ字形の切頭体である。排気管１３０は、各馬蹄片１０１を通って延在する、排気開口部１２９に接続してもよい。馬蹄片１０１は、馬蹄片の前面から後面まで延在する基準円筒と同じ広がりを持つ、湾曲内壁を含んでもよい。湾曲内壁は、Ｕ字形の開放端を形成する開口部が湾曲壁に存在するように、１８０度超であるが３６０度未満の円弧を通って延在する一定の曲率半径を有してもよい。Ｕ字形の馬蹄片１０１の湾曲壁にある開口部は、内部クランク軸５８が配設されるエンジン層の中心に面してもよい。第１の内部過給機ボス１０２および第２の過給機ボス１０３は、湾曲壁のほぼ対向する側から内側に突出してもよい。馬蹄片１０１はまた、Ｕ字形切頭体の対向する端部において、湾曲壁の開口部に隣接して配設される、２つのウィンデージ陥凹部１０４を含んでもよい。外部過給機入口通路５７は、馬蹄片１０１を通って周囲環境側から外室５５まで延在してもよい。通路が付随するブローオフおよび切換弁１２２は、外部過給機入口通路５７を内部過給機圧縮空気通路５１または周囲環境に接続してもよい。
【００３８】
馬蹄片１０１は、それに接続されるか、あるいは単一個片として一体的に形成される、中間冷却器５２を有してもよい。内部過給機圧縮空気通路５１は、中間冷却器５２、および馬蹄片１０１の一部分を通って延在してもよい。内部過給機圧縮空気通路５１は、馬蹄片１０１の湾曲内壁の外周の一部分に沿って互いに向かって延在する、２つの副通路を含んでもよい。２つの副通路はそれぞれ、馬蹄片１０１の表面に、タイプＢの側板３２にある対応する過給機出口通路５０（図４を参照）と連通する、開口部を含んでもよい。各過給機出口通路５０は、タイプＢの側板３２の燃焼室側から、内部過給機圧縮空気通路５１の副通路の１つと交わる板の非燃焼室側まで延在する。
【００３９】
ベーンアセンブリは、馬蹄片１０１の湾曲内壁によって画成される空間に配設されてもよい。図３および５を参照すると、タイプＡのベーン６５は、（図３のように端から見て）全体的にウェッジ形状である平面の前面と平面の後面とを有してもよい。３つの主壁がウェッジ形状を規定してもよい。３つの主壁は、タイプＡのベーン６５の前面と後面との間に延在してもよい。タイプＡのベーン６５の第１の壁および第２の壁は、２つのタイプＡのキングピンボス７１から離れる方向で、第３の湾曲外壁に向かって延在する。タイプＡのキングピンボス７１は、キングピン１０５を受け入れるように構成される、位置合わせされたボアを有してもよい。
【００４０】
タイプＡのベーン６５の第１および第２の壁は、好ましくは、互いに斜角を形成する、基準面にあるタイプＡのキングピンボス７１から離れる方向に延在する。第１の壁は、タイプＡのベーン６５の前面および後面が延在する基準面と平行な方向で延在し、またそこからほぼ均等に離隔される、滑らかな頂点がある隆起状の熱機関偏向突出部６９を含んでもよい。タイプＡのベーン６５の第２の壁は、第２の壁から外側に突出し、ベーンの前面および後面にそれぞれ配設される、２つのタイプＡのサイドボス７２を含んでもよい。タイプＡの燃焼圧縮ウェッジ７０が、タイプＡのサイドボス７２とタイプＡのキングピンボス７１との間で前面に沿って形成されてもよく、第２の圧縮ウェッジ７０が、タイプＡのサイドボス７２とタイプＡのキングピンボス７１との間で後面に沿って形成されてもよい。
【００４１】
タイプＡのベーン６５の第３の湾曲外壁は、ベーンの前面および後面からそれぞれ突出し、それらと同一面内にある、合致する一対の内部過給機フィン６６を含んでもよい。内部過給機フィン６６の外縁部は、馬蹄片１０１の湾曲内壁によって画成される開口部の曲率半径よりもわずかに小さい、一定の曲率半径を有してもよい。フィン６６の湾曲した外縁部は、内部で旋回している間、馬蹄片１０１の円筒形の開口部からの均一でごくわずかな距離を維持する。前面フィン６６は、内部過給機入口スリット６７を含んでもよい。後面フィン６６は、入口スリット６７よりも遠位側にある内部過給機出口スリット６８を含んでもよい。内部過給機フィン６６は、内側では２つのフィンの間に延在するタイプＡのベーンの第３の湾曲外壁の部分によって制限され、外側では馬蹄片１０１の湾曲壁によって制限される、第１の内部過給機室４７をフィンの間に画成してもよい。馬蹄片１０１から突出する第１の内部過給機ボス１０２は、タイプＡのベーン６５がボスに対して移動できる状態で、第１の内部過給機室４７の壁を形成する。第１の内部過給機ボス１０２は流体が通過するのを阻害するので、第１の内部過給機室４７の容積は、タイプＡのベーン６５が前後に旋回するにつれて変動する。
【００４２】
図３および５を引き続き参照すると、タイプＢのベーン７５は、（図３のように端から見て）全体的にウェッジ形状である平面の前面と平面の後面とを有してもよい。３つの主壁は、タイプＢのベーン７５の前面と後面との間に延在して、ウェッジ形状を規定してもよい。タイプＢのベーン７５の第１の壁および第２の壁は、中央のタイプＢのキングピンボス８１から離れる方向で、第３の湾曲外壁に向かって延在する。タイプＢのキングピンボス８１は、タイプＡのベーン６５における２つのタイプＡのキングピンボスの間にしっかり受け入れられるようにサイズ決めされ、キングピン１０５を受け入れるように構成されたボアを有してもよい。タイプＡのキングピンボス７１およびタイプＢのキングピンボス８１は、図５に示されるように噛み合わされたとき、動作流体が旋回点を越えて著しく漏れることなく、互いに対して旋回するように構成されるべきである。
【００４３】
タイプＢのベーン７５の第１および第２の壁は、好ましくは、互いに斜角を形成する、基準面にあるタイプＢのキングピンボス８１から離れる方向に延在する。タイプＢのベーン７５の第１および第２の壁の基準面間に形成される角度は、好ましくは、タイプＡのベーン６５の第１および第２の壁の基準面間の角度と同じ、またはほぼ同じである。タイプＢのベーン７５の第１の壁は、タイプＢのベーン７５の前面および後面それぞれから内側に延在する、２つの対称的で頂部が平坦な突出部７９を含んでもよい。突出部７９は、それらの間に、２つのベーンがともに旋回するときにタイプＡのベーン６５の突出部６９を受け入れるように構成される、中央の谷を画成してもよい。タイプＢのベーン７５の第２の壁は、第２の壁から離れる方向に突出し、ベーンの前面と後面との間の中点付近に配設される、タイプＢのサイドボス８２を含んでもよい。２つのタイプＢの燃焼圧縮ウェッジ８０は、タイプＢのベーン７５の第２の壁から、ベーンの前面の内側部分および後面の内側部分に沿ってそれぞれ延在してもよい。
【００４４】
タイプＢのベーン７５の第３の湾曲外壁は、ベーンの前面および後面からそれぞれ突出し、それらと同一面内にある、合致する一対の内部過給機フィン７６を含んでもよい。内部過給機フィン７６の外縁部は、馬蹄片１０１の湾曲内壁によって画成される開口部よりもわずかに小さい、一定の曲率半径を有してもよい。フィン７６の湾曲した外縁部は、内部で旋回している間、馬蹄片１０１の円筒形の開口部からの均一でごくわずかな距離を維持する。前面フィン７６は、内部過給機入口スリット７７を含んでもよい。後面フィン７６は、入口スリット７７よりも遠位側にある内部過給機出口スリット７８を含んでもよい。内部過給機フィン７６は、内側では２つのフィンの間に延在するタイプＢのベーン７５の第３の湾曲外壁の部分によって制限され、外側では馬蹄片１０１の湾曲壁によって制限される、第２の内部過給機室４７をフィンの間に画成してもよい。馬蹄片１０１から突出する第２の内部過給機ボス１０３は、タイプＡのＢベーン７５がボスに対して移動できる状態で、第２の内部過給機室４７の壁を形成する。第２の内部過給機ボス１０３は流体が通過するのを阻害するので、第１の内部過給機室４７の容積は、タイプＢのベーン７５が前後に旋回するにつれて変動する。
【００４５】
タイプＡのベーン６５は、キングピン１０５を使用して、タイプＢのベーン７５に旋回接続してもよい。キングピン１０５は、互いに噛み合ったタイプＡのキングピンボス７１およびタイプＢのキングピンボス８１を通って延在して、２つのベーンに対する固定の旋回点を提供してもよい。キングピン１０５は、タイプＡの側板３１の第１のキングピン装着陥凹部１２８によって、ならびに／あるいはタイプＢの側板３２の第２のキングピン装着陥凹部１２８によってしっかり受け入れられてもよい（図４を参照）。キングピン装着陥凹部１２８は、キングピン１０５、ならびにタイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５のキングピン旋回点を、タイプＡの側板３１およびタイプＢの側板３２に対して固定の位置で拘束する。
【００４６】
図３および６を参照すると、タイプＣのベーン８５は、凸状内壁および凸状外壁によって互いに接続される、平面の前面と平面の後面とを有してもよい。凸状内壁および凸状外壁は互いから離隔される。凸状内壁は、（ｉ）ベーンの一端にある第１および第２のタイプＣのサイドボス８６から、（ｉｉ）ベーンの他端に設けられた第１および第２のタイプＣの駆動バーボス８７まで延在してもよい。タイプＣのベーン８５の凸状外壁も、ベーンの一端にある第１および第２のタイプＣのサイドボス８６から、他端に設けられた第１および第２のタイプＣの駆動バーボス８７まで延在してもよい。タイプＣのサイドボス８６はそれぞれ、ボスの外周の一部分の周りに延在する、タイプＣのガスガイドスリット９０を有してもよい。タイプＣのサイドボス８６は、タイプＡのサイドリストピン１１４を受け入れるように構成される、タイプＡの位置合わせされたボアを有してもよい。タイプＣの駆動バーボス８７は、駆動バーリストピン１１８を受け入れるように構成される、位置合わせされたボアを有してもよい。
【００４７】
タイプＢのベーン７５は、タイプＡのサイドリストピン１１４を使用して、タイプＣのベーン８５に旋回接続してもよい。タイプＡのサイドリストピン１１４は、タイプＣのサイドボス８６と噛み合わされたタイプＢのサイドボス８２を通って延在して、タイプＡの側板３１およびタイプＢの側板３２に対する、タイプＢのベーン７５およびタイプＣのベーン８５の可動旋回点を提供してもよい。タイプＢのサイドボス８２およびタイプＣのサイドボス８６は、噛み合わされたとき、動作流体が旋回点を越えて著しく漏れることなく、互いに対して旋回してもよい。
【００４８】
図３および６を引き続き参照すると、タイプＤのベーン９３は、凸状内壁および凸状外壁によって互いに接続される、平面の前面と平面の後面とを有してもよい。凸状内壁および凸状外壁は互いから離隔される。タイプＤのベーン９３の凸状内壁は、ベーンの一端にあるタイプＤのサイドボス９４から、他端に設けられた第１および第２のタイプＤの駆動バーボス９５まで延在してもよい。タイプＤのベーン９３の凸状外壁も、ベーンの一端にあるタイプＤのサイドボス９４から、他端に設けられたタイプＤの駆動バーボス９５まで延在してもよい。タイプＤのサイドボス９４は、ボスの外周の一部分の周りに延在する、１つまたは複数のタイプＤのガスガイドスリット９８を有してもよい。タイプＤのサイドボス９４は、タイプＢのサイドリストピン１１６を受け入れるように構成される、ボアを有してもよい。タイプＤの駆動バーボス９５は、駆動バーリストピン１１８を受け入れるように構成される、位置合わせされたボアを有してもよい。駆動バーリストピン１１８、タイプＡのサイドリストピン１１４、およびタイプＢのサイドリストピン１１６は、タイプＡの側板３１およびタイプＢの側板３２からのベーンメカニズムのクリアランスを維持する、内部に収納された独立連結ロッド１２０（図６）を有してもよい。
【００４９】
タイプＡのベーン６５は、タイプＢのサイドリストピン１１６を使用して、タイプＤのベーン９３に旋回接続してもよい。タイプＢのサイドリストピン１１６は、タイプＤのサイドボス９４と噛み合わされた第１および第２のタイプＡのサイドボス７２を通って延在して、タイプＡの側板３１およびタイプＢの側板３２に対するタイプＡのベーン６５およびタイプＤのベーン９３の可動旋回点を提供してもよい。タイプＡのサイドボス７２およびタイプＤのサイドボス９４は、噛み合わされたとき、動作流体が旋回点を越えて著しく漏れることなく、互いに対して旋回してもよい。
【００５０】
タイプＣのベーン８５、タイプＤのベーン９３、および駆動バー６２は、駆動バーリストピン１１８を使用して、ともに旋回接続してもよい。駆動バーリストピン１１８は、タイプＣの駆動バーボス８７および駆動バー６２と噛み合う、タイプＤの駆動バーボス９５を通って延在してもよい。駆動バーリストピン１１８は、タイプＡの側板３１およびタイプＢの側板３２に対する、タイプＣのベーン８５、タイプＤのベーン９３、および駆動バー６３の可動旋回点を提供してもよい。タイプＣの駆動バーボス８７、タイプＤの駆動バーボス９５、および駆動バーは、噛み合わされたとき、動作流体が旋回点を越えて著しく漏れることなく、互いに対して旋回してもよい。
【００５１】
図３および６を参照すると、駆動バー６２は、１つまたは複数の対応するクランク６０によって、１つまたは複数の内部クランク軸５８に旋回接続されてもよい。駆動バー６２、クランク６０、および内部クランク軸５８は、馬蹄片１０１およびベーンアセンブリの外側にあるエンジン層内の空間を構成する、外室５５内に配設されてもよい。好ましくは、外室５５は、空気などの加圧流体がそこを通して供給されてもよい、外部過給機入口ポート５７と連通してもよい。好ましくは、外室５５は、無負荷エンジン運転中は１．５〜３気圧に維持されてもよいが、より高い圧力が用いられてもよい。外室５５の圧力は、エンジン運転中における燃焼室３９からの許容できない流体の漏れを回避するため、エンジン運転の過程で必要に応じて変更されてもよい。
【００５２】
クランク軸５６、５８は、エンジン層の間に延在し、第１の端板３３を通ってエンジンの外まで延在してもよい（図１）。内部クランク軸５８は、１つまたは複数の内部クランク軸受５９によって、エンジン内の適所で固定されてもよい。クランク軸５６、５８は、駆動バー６２およびクランク６０から受け取る回転駆動力に応答して、３６０度繰返し回転するように構成されてもよい。クランク軸の出力は任意の動力供給目的に使用されてもよい。
【００５３】
図１７Ａおよび１７Ｂを参照すると、クランク６０、駆動バー６２、内部クランク軸５８、およびキングピン１０５の相対寸法およびオフセットが、２つの向かい合ったチャンバを含む一実施形態に関して示されている。これらの寸法およびオフセットは、代替実施形態では変更されてもよく、所望のベーンの幾何学形状、ボスサイズ、圧縮長さ、寄生長さ、およびベーン間のクリアランスに関連してもよい。好ましい実施形態では、キングピン１０５と駆動バーリストピンとの間の距離は、圧縮段階および寄生段階に対して決定されてもよい。クランク６０の長さは、寄生長さを圧縮長さから引き、その結果を２で割って決定されてもよい。キングピン１０５の中心から、内部クランク軸５８の中心の間を接続した線分の中点までの距離は、寄生長さ、駆動バー６２のオフセット長さ、およびクランク６０の長さを足して計算されてもよい。あるいは、この距離は、圧縮長さを駆動バー６２のオフセット長さに足し、クランク６０の長さを引いて決定されてもよい。
【００５４】
図３および４を参照すると、各エンジン層はタイプＢの側板３２によって完成される。タイプＡの側板３１、馬蹄片１０１、タイプＡの側部カバー３７、タイプＢの側部カバー３８、およびタイプＢの側板３２を含む完全なエンジン層は、ボルト、溶接、接着剤、クランプなど、任意の既知の構造を使用して、互いに保持されてもよい。好ましくは、動作流体が燃焼室３９から余分に漏れるのを十分に防止し、より低圧の動作流体が外室５５から漏れるのを防止するため、部品の間で１つまたは複数のシールが維持されてもよい。
【００５５】
図４を参照すると、タイプＢの側板３２はそれぞれ、第２の基準面に延在する、燃焼室に面するほぼ平坦な内表面（図示）を含んでもよい。第２の基準面は、タイプＡの側板３１の燃焼室に面するほぼ平坦な内表面（図１）が延在する、第１の基準面に平行であり、またそこから均等に離隔される。第１および第２の中間冷却器５２の、第１の中間冷却器通路５４を含む部分は、タイプＢの側板３２の対向する角に設けられてもよい。ブローオフ通路および弁１２１は、各第１の中間冷却器通路５４を周囲環境に接続してもよい。タイプＢの側板３２は、タイプＢの側板を二分する基準中心線上で、互いから離隔された第１および第２の内部クランク軸５８を受け入れる開口部を含んでもよい。内部クランク軸５８および出力クランク軸５６（図３）は、１つまたは複数のクランク軸受５９によって支持されてもよい。第１および第２のボアまたは陥凹部１２８は、タイプＢの側板３２に設けられて、キングピン１０５（図３）を受け入れてもよい。タイプＢの側板３２は、燃料噴射器１３６および点火プラグ１３８を受け入れる開口部を含んでもよい。点火プラグ１３８は、チャンバが最小容積かまたはそれに近いときに燃焼室３９に露出されるように、タイプＢの側板３２に位置してもよい。
【００５６】
また、タイプＢの側板３２はそれぞれ、ベーンアセンブリの設置面積内で板を通って延在する６つのポートを含んでもよい。具体的には、燃焼吸気入口ポート４０は、燃焼室３９の容積が増加しているときに燃焼室３９と選択的に連通するように、タイプＢの側板３２上に配置されサイズ決めされてもよい。燃焼排気ポート４１は、燃焼室３９の容積が減少しているときに燃焼室３９と選択的に連通するように、配置されサイズ決めされてもよい。燃焼吸気入口ポート４０および燃焼排気ポート４１は、全体的に台形であってもよく、ハブから離れる方向に延在するスポークとほぼ同じ距離、キングピン陥凹部１２８から離れる方向に延在してもよい。燃焼吸気入口ポート４０および燃焼排気ポート４１の中心は、キングピン陥凹部１２８に対して約１７０〜２００度、互いから分離されてもよい。
【００５７】
図３、５、および６を参照すると、タイプＡのベーン６５、タイプＢのベーン７５、タイプＣのベーン８５、およびタイプＤのベーン９３の内壁は、図３に示されるエンジンの実施形態では燃焼室を備える、可変容積室３９を画成する。より具体的には、駆動バー６２、クランク６０、タイプＡのベーン６５、タイプＢのベーン７５、タイプＣのベーン８５、およびタイプＤのベーン９３が接続して、内角が円形経路上における駆動バーの位置に依存する、平行四辺形または菱形の燃焼室３９をそれらの間に作ってもよい。この平行四辺形または菱形の燃焼室３９は、クランク一回転（３６０度）内で吸気、圧縮、膨張、排気、および寄生現象を有する、４ストロークピストンエンジンの２クランク回転サイクルと完全に等価のサイクルを完成する、オットーまたはアトキンソンサイクル燃焼室として使用されてもよい。
【００５８】
燃焼室３９の容積は、タイプＡのベーン６５、タイプＢのベーン７５、タイプＣのベーン８５、およびタイプＤのベーン９３が、旋回接続されたままの状態で動いた結果として変動してもよい。タイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５は、前後運動でキングピン１０５を中心にして旋回する。タイプＣのベーン８５およびタイプＤのベーン９３は、最初に互いから離れる方向でタイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５に向かって、次に互いに向かってタイプＡのベーンおよびタイプＢのベーンから離れる方向で旋回する。この運動の結果として、燃焼室３９は、駆動バー６２の一回転ごとに、最大容積を二回、最小容積を二回達成する。
【００５９】
図４を参照すると、タイプＢの側板３２は、燃焼吸気入口ポート４０に隣接して位置する熱機関排気ポート４５と、熱機関排気ポートに隣接して位置する熱機関入口ポート４４とを更に含んでもよい。熱機関入口ポート４４および熱機関排気ポート４５は、全体的に台形であってもよく、ハブから離れる方向に延在するスポークとほぼ同じ距離、キングピン陥凹部１２８から離れる方向に延在してもよい。熱機関入口ポート４４および熱機関排気ポート４５は、燃焼室入口ポート４０がキングピン陥凹部から離れる方向に延在する距離のほぼ二倍、キングピン陥凹部１２８から離れる方向に延在してもよい。
【００６０】
図３および４を参照すると、熱機関入口ポート４４は、タイプＡのベーン６５、タイプＢのベーン７５、および馬蹄片１０１の湾曲内壁の間に形成される熱機関室４３と選択的に連通し、それに対して排他的に露出されるように、タイプＢの側板３２上に配置されサイズ決めされてもよい。伝達チャネル４２は、燃焼排気ポート４１を、タイプＢの側板３２の後面（即ち、非燃焼室面）にある熱機関入口ポート４４と接続する。熱機関排気ポート４５は、熱機関室４３と選択的に連通し、それに対して排他的に露出されるように、タイプＢの側板３２上に配置されサイズ決めされてもよい。動作流体を伝達するチャネルは、タイプＢの側板３２の後面（即ち、非燃焼室面）に接続する馬蹄片１０１内の通路を介して、排気開口部１２９を熱機関排気ポート４５と接続してもよい。
【００６１】
図３、４、５、および６を参照すると、タイプＡのベーン６５の第１の壁およびタイプＢのベーン７５の第１の壁は、それらの間に、馬蹄片１０１の湾曲内壁によって制限される可変容積熱機関室４３を画成してもよい。熱機関室４３の容積は、タイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５がキングピン１０５を中心にして旋回移動することにより、最大容積と最小容積との間を往復してもよい。動作流体は、タイプＢの側板３２の熱機関入口ポート４４を通って熱機関室４３に入ってもよく、動作流体は、熱機関排気ポート４５を通って熱機関室を出てもよい。
【００６２】
図４を参照すると、タイプＢの側板３２は更に、複数の内部過給機出口通路５０を含んでもよい。各内部過給機出口通路５０は、タイプＢの側板３２の燃焼室側から、内部過給機圧縮空気通路５１の副通路の１つと交わる板の非燃焼室側まで延在してもよい。図２、３、４、５、および６を参照すると、タイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５が前後に旋回するにつれて、第１および第２の内部過給機ボス１０２および１０３が流体の流れを阻害するので、第１および第２の内部過給機室４７は可変容積を有してもよい。これらの可変容積内部過給機室４７は、それぞれ過給機入口スリット６７および７７を通して、タイプＡの側板３１の内部過給機空気入口４９と連通してもよい。第１および第２の内部過給機室４７はまた、それぞれ過給機出口スリット６８および７８を通して、内部過給機出口通路５０と連通してもよい。
【００６３】
図２、３、および４を改めて参照すると、第１、第２、第３、および第４のベーン６５、７５、８５、および９３の平面の前面および後面は、タイプＡおよびタイプＢの側板３１および３２の燃焼室面から均一に離隔され、それらに対して平行である。図７を参照すると、４つのベーンの平面の前面および後面は、それぞれに設けられる流体封止系統６４、７４、８４、および９２を有してもよい。同様に、第１および第２の内部過給機ボス１０２および１０３は、その上に設けられる流体封止系統１００を有してもよい。流体封止系統６４、７４、８４、９２、および１００は、ポケット領域を形成する島によって分離される複数の陥凹部またはポケットで構成されてもよい。好ましくは、ポケットは、口における形状、基部における形状、高さ、幅、直径、深さ、および／または容積に関して、同様の形状および寸法のものであってもよい。好ましくは、ポケットは、参照されるベーンおよびボスの表面内または表面上に形成されてもよい。領域内のポケットは、少なくとも一列で配置されてもよく、またはより好ましくは、２つ以上の垂直に離隔されたポケットの列から成るグリッドパターンで配置されてもよい。図面に示される領域内の島およびポケットの数、形状、サイズ、および配置は、考察および例示を簡単にするために選択されたものであり、限定とは見なされない。
【００６４】
シールまたはシール等価物は、適切な封止系統領域に配置されたポケットおよび島が存在することにより、高圧側から低圧側まで、参照されるベーンおよびボスの範囲にわたって作成されてもよい。シールまたはその等価物は、高圧側（例えば、燃焼室３９側）と低圧側（例えば、外室５５側）との間における動作流体の圧力差の結果として生成されてもよい。例えば、ベーンアセンブリが動くと、燃焼室３９内の動作流体の圧力および温度が上昇し、燃焼室３９と外室５５との間の動作流体圧力差を作り出すことがある。この圧力差によって、ベーンアセンブリとタイプＡの側板とタイプＢの側板との間の空間、即ちシールギャップ内の動作流体が、外室５５に向かって流れることができる。シールギャップを通る動作流体の流れは、領域内の各ポケットにおいて局所的なベンチュリ効果を誘発することがあり、それが動作流体の局所的な速度の増加および圧力の減少をもたらすことがある。動作流体の速度および圧力の変化は、ベーンアセンブリとタイプＡの側板とタイプＢの側板との間における実際の小さいクリアランス距離に関連することがある。
【００６５】
ポケットは、好ましくは、ベーンの平面の前面および後面との接合部、即ち島との接合部に、比較的鋭い縁部を有してもよい。動作流体がポケットの鋭い縁部を超えて流れる際、乱れによって局所的圧力の減少が起こることがある。結果として、動作流体は膨張して、瞬間的な圧力減少および局所的な乱れの増加を作り出すことがある。更に、連続する各ポケットの上を流れてポケットに流入する動作流体は、各ポケットがヘルムホルツ状の共振器または共振柱（展開されるポケットの形状に依存する）として役立つサイクルを開始してもよく、それによって動作流体が、定義可能な周波数でポケットに引き込まれ、ポケットから吐出されて、更なる局所的な乱れを作り出してもよい。
【００６６】
結果として生じる乱れは、系統内の動作流体の物理的性質、ならびに領域内の個々のポケットの直径（または高さと幅）、幾何学形状、相関位置、および深さに関連してもよい。結果として生じる乱れはまた、各島の上の空間容積と各ポケットの上および中の容積との比による、実際の小さいクリアランス距離またはギャップに関連してもよい。この局所的な乱れは、流れる動作流体と相互作用し、動作流体の更なる流れを妨げる渦運動を発生させてもよい。流れの減少は共振効果を瞬間的に減少させてもよく、それが次いで、局所的な乱れを瞬間的に減少させてもよく、次に、動作流体の流量が再び瞬間的に増加するのを可能にしてもよい。
【００６７】
ベーンアセンブリが最小容積に向かって進行しているとき、（燃焼室３９に最も近い）最上列のポケットの上を通過した動作流体は次に、記載した乱れの減少が繰り返されるが開始圧力が低い、ポケット領域の隣接する列のポケットに接近してもよい。このプロセスは、動作流体が封止系統のポケット領域の連続列の上を通過する際に、シールギャップの局所圧力が外室５５に収容された動作流体の圧力レベルまで低減されるまで、連続する比較的低い開始圧力で繰り返されてもよい。動作流体は、シールギャップ内の局所圧力が外室５５内の動作流体の圧力以下である地点を越えて流れないので、領域内のポケットからポケットへと繰り返される圧力低下サイクルによって、シールまたはシールの有効な等価物が作り出されてもよい。
【００６８】
ポケットの共振効果によって次第に漏れが許容されるので、各ポケットにおける局所的な乱れは時間とともに減少してもよい。したがって、局所的な乱れはまた、タイプＡの側板およびタイプＢの側板に対するベーンアセンブリの運動速度に関連してもよい。封止系統の有効性は、ポケットを出入りする一貫した流れを提供することによって封止系統領域への強力な流れをもたらして、封止系統の有効性を維持するため、変動する動作流体圧力を要することがある。
【００６９】
封止系統の漏れの量は、封止系統領域内において異なる島の間隔パターンおよびポケットの幾何学形状を使用することによって、修正されてもよい。島の間隔は、ポケットを誘発して、前の（上の）ポケットに対する向流を提供するように選択されてもよく、先の（下の）ポケットは、封止系統領域内の自己強化振動を内部で減衰するのを誘発する、流体の流れを防止してもよい。
【００７０】
特定の用途に対する封止系統領域の有効性は、個々のポケットの設計パラメータに加えて、封止系統領域の外寸に関連してもよい。シール効率は、ポケットの内側基部における先細の範囲と、ポケットの口における末広の範囲とを含むように、ポケットの一部または全ての幾何学形状を修正することによって、改善されてもよい。ドラバル管効果が、先細の範囲およびより大きい末広の範囲を使用して、ポケットで作り出されて、ポケットの底部に共振キャビティを形成してもよく、それが、局所的な超音波の動作流体移動によって、より大きい局所的な乱れをもたらしてもよい。
【００７１】
参照されるベーンおよびボスの表面上または表面内に形成されるものとして記載されるポケット領域は、代替実施形態では、代わりにそれらの表面に対向する表面上または表面内に形成されてもよいことが認識されるであろう。また、参照されるベーンおよびボスの表面上または表面内に形成されるものとして記載されるポケット領域は、ベーンおよびボスの表面上または表面内に形成されるのに加えて、ピストンに対向する表面上または表面内にも形成されてもよいことが認識されるであろう。
【００７２】
図７と関連して記載される封止系統の有効性は、外室５５内の圧力を周囲環境の雰囲気よりも増加させることによって、改善されてもよい。相対運動で振動する外部過給機は、外室５５を加圧するのに使用されてもよい。この外室５５を調整することによるブリードオフは、中間冷却器への内部過給機通路に供給されて、エンジンに利用可能な冷却され圧縮された空気の体積を増大させ、外室５５へと逃げ込むことができる任意の燃焼ガスに対する排気ガスの再循環として役立ってもよい。
【００７３】
図１０を参照すると、相対運動で振動する外部過給機の例示の実施形態が示されている。相対運動で振動する外部過給機は、過給機ポート（図３）を介して外室５５を加圧するのに使用されてもよい。この外室５５を調整することによるブリードオフは、ブローオフおよび切換弁１２２を介して、中間冷却器５２内の内部過給機通路５４に供給されて、エンジンに利用可能な冷却され圧縮された空気の体積を増大させ、外室へと逃げ込むことができる任意の燃焼ガスに対する排気ガスの再循環として役立ってもよい。外部過給機は、吸気排気マニホルドおよびカバー１２５と、前側ロータ１２４と、後側ロータ１２３とを含んでもよい。マニホルドおよびカバー１２５は、空気入口ポケットおよび通路１３４と排気通路１３５とを組み込んでもよい。後側ロータ１２３は、圧縮空気出力スリット１３２、１３３、および中央ハブの周りに位置する通路と中心を合わせて、１２０度で離隔された３つのフィンを含んでもよい。どちらかのチャンバ群が最小容積に近いとき、後側ロータ１２３のスリットおよび通路１３２、１３３は、前側ロータ１２４ハブの圧縮空気出力通路１３１と整列する。前側ロータ１２４のこれらの圧縮空気出力通路１３１は、吸気排気マニホルドおよびカバー１２５の排気通路１３５につながる。
【００７４】
３つの吸気スリット１１９が、互いから等距離で、前側ロータ１２４の外周に設けられてもよい。吸気スリット１１９によって、濾過された新鮮な空気を、吸気排気マニホルドおよびカバー１２５の大きい円形空気入口ポケットおよび通路１３４から、前側ロータ１２４に引き込むことが可能になる。後側ロータ１２３のフィンが、前側ロータ１２４の３つのチャンバを噛合する半チャンバの３つの群に、合計６つのチャンバに分割するので、空気は、前側ロータ１２４のフィンの間の面積の半分に引き込まれてもよい。後側ロータ１２３は、後側ロータのフィンが半チャンバの３つの群それぞれにおいて中心位置にあるとき、前側ロータ１２４の吸気スリット１１９を阻害してもよいが、吸気スリット１１９は、３つの半チャンバの群が最小容積のとき、他方の３つの半チャンバの群に対して露出する。
【００７５】
相対運動で振動する外部過給機は、楕円またはオーバル歯車としても知られている、二組の二葉歯車１２６および１２７を使用して駆動されてもよい。２つの過給機構成要素（即ち、前側ロータ１２４および後側ロータ１２３）は、９０度のオフセットで連動させられてもよく、対向するロータのフィンは、互いから６０度の変位で位置してもよい。したがって、前側ロータ１２４および後側ロータ１２３に対する過給機軸キーは、互いから３０度の開始オフセットを有してもよい。二葉歯車１２６および１２７は、入力軸の回転ごとに、４つの範囲で２つの交互速度と、４つの速度移行範囲とを提供する。相対運動で振動する外部過給機はまた、電子制御の運動系統、振動系統によって、または多葉定速伝動装置、オウムガイ歯車、もしくはメカニズムの適切な運動を可能にする他の歯車など、他の歯車タイプによって、駆動することができる。
【００７６】
図１０、１３、および１５Ａ〜１５Ｃを参照すると、相対運動外部過給機は、伝動装置によってもたらされる２つの速度の間で各ロータを加速および減速させることによって、前側ロータ１２４のフィンと後側ロータ１２３のフィンとの相対運動を作り出してもよい。２つのロータ角速度の線が図１３に示されるように交差するたびに、６つの半チャンバのうち第１の３つの群が、図１４で分かるように、半チャンバの最小クリアランスで圧縮空気を出力する。図１４に示される最小のクリアランス角度は、半チャンバの第１の群が他方の群よりも大きい最小角度クリアランスを有するように見えることの理由でもある、フィン自体の湾曲した設計により、前側ロータ１２４および後側ロータ１２３のフィンの間におけるほぼゼロのクリアランス距離へと移動する。図１３および１４によって説明されるシミュレーションでは、入力軸は毎秒１２０度で駆動され、それによって、入力速度の約１．７倍高速および低速の速度換算係数を有する２つの速度で、過給機部品が駆動された。入力駆動軸の一回転によって、過給機の６つの半チャンバからチャンバが１つおきに交代する群から、４つの圧縮空気出力サイクルが発生する。
【００７７】
前側および後側ロータの速度ラインの交点における出力は、前側ロータ１２４が後側ロータ１２３を追いかけて捕らえ、次に後側ロータ１２３が前側ロータ１２４を追いかけて捕らえる、追跡の動きが作られることによるものである。各追跡運動の間、空気が吸気スリット１１９を通り抜けて、前側ロータと後側ロータ１２３との間の空間に入り、その後、ロータの間で圧縮される。これによって、一方のロータが静止したまま、他方のロータに始動、停止、反転、および停止を絶えず行わせることなく、擬似または相対運動の振動が作り出される。これにより、メカニズムがある程度の運動量を保存し、ピストン圧縮機と比較して空気出力を増加させることが可能になる。ピストン圧縮機と同じく、低コストで共通の伝動装置が可能になるが、より一貫したならびに／あるいはより大きい出力容積および圧力を作り出す、歯車列から異なるオフセット角度でキー溝を付けられた複数のチャンバを使用することによって、圧縮空気出力のパルシングを平滑化することができる。
【００７８】
図１５Ａを参照すると、後側ロータフィンは、ロータの周囲に設けられる、前側ロータの吸気スリット１１９を阻害している。３つの半チャンバは、設計が出力通路に一方向弁（図示なし）を備えている場合は大気圧未満であり、または備えていない場合は大気圧付近である。チャンバのうち残り半分の３つは、大気圧またはそれよりもわずかに上である。このとき、前側ロータはゆっくり動いており、後側ロータは活発に動いている。駆動軸が反時計方向で回転すると、前側ロータフィンは時計方向で回転する。これによって、３つの半チャンバは空気を吸気し、残り３つの半チャンバは空気を圧縮し始める。
【００７９】
図１５Ｂを参照すると、前側ロータは加速し始めており、後側ロータはほぼ完全に減速されている。空気は吸気スリット１１９を通して引き込まれ、吸気スリットと連通しているロータ間の空間を充填している。このとき、後側ロータのチャンバにつながる圧縮空気通路１３２、１３３は、前側ロータの圧縮空気出口１３１に接続して、ロータ間で圧縮された圧縮空気が、圧縮空気出口を通して、また任意に一方向弁（図示なし）を通して押し出される。新しい圧縮空気体積が、吸気排気マニホルドおよびカバーの排気通路内の容積に追加される。
【００８０】
図１５Ｃを参照すると、後側ロータフィンは時計方向に回転して、前側ロータ１２４の吸気スリット１１９を阻害している。これによって、第２の３つの半チャンバ群に対する圧縮サイクルが始まり、先に圧縮された半チャンバ用の新鮮な空気の吸気サイクルにつながる。このとき、前側ロータは活発に動いており、後側ロータはゆっくり動いている。駆動軸が回転し続けているので、後側ロータのチャンバにつながる圧縮空気通路１３２、１３３は、前側ロータの圧縮空気出口１３１に接続する。これは、第１の群の半チャンバに関して上述したのと同様の、圧縮サイクルおよび圧縮空気体積の追加につながる。３つの半チャンバが圧縮空気を出力し、他方の３つの半チャンバが空気を吸気するようにして、このプロセスは繰り返される。
【００８１】
図１０および１６を参照すると、吸気スリット１１９に隣接して空気を方向付ける隆起１５４を有する前側ロータ１２４の外側を形作って、吸気排気マニホルドおよびカバーと前側ロータ１２４との間に空気ファン／ポンプ／圧縮機を形成するのが有利な場合もある。また、吸気スリット１１９上および圧縮空気出力通路上に一方向弁（図示なし）を用いて、チャンバがより長期間吸気を行うのを可能にすることにより、圧縮機が生成できる体積および圧力を増加させるのが有利な場合がある。これらの一方向弁はまた、吸気スリット１１９の数を３つから６つに増加させて、各吸気スリットがその元の中央位置からオフセットされた距離に位置するようにして、各半チャンバに別個の吸気スリット（図示なし）を与えた場合、３つの半チャンバの群ごとに低コストで用いられてもよい。
【００８２】
図８Ａ〜８Ｄを参照すると、代替実施形態では、点火プラグ１３８は、タイプＡのベーン６５および／またはタイプＢのベーン７５など、ベーンの１つもしくは複数の中に装着されてもよい。点火プラグ１３８は、ベーン内で、火炎面伝播点をチャンバの中心近くに位置付けるように装着される。そうするには、点火プラグ１３８が必要とするエネルギーが送達されなければならず、火花プラは使用可能でなければならない。
【００８３】
図８Ａは、点火パルスがキングピン１０５から高圧絶縁ワイヤ１０８を介して送達され、ポッティング１０７がワイヤキャビティをキングピン本体およびオイル通路１０９から隔離している、例示の点火プラグ１３８の装着を示している。第１の点火プラグアクセスキャップ１５５はタイプＡのベーン６５に配設されてもよく、第２の点火プラグアクセスキャップ１５６は馬蹄片１０１に配設されてもよい。点火プラグアクセスキャップ１５５および１５６は、点火プラグ１３８を汚染物質から保護する。ワイヤ１０８はキングピン１０５を出て、タイプＡのベーン６５の開口部を通って点火プラグ１３８まで延在する。点火プラグ１３８は、エンジンを適正なクランク角度まで回転させて、点火プラグ１３８が中に装着されるタイプＡのベーン６５の通路を馬蹄片１０１の合致する通路と位置合わせすることによって、エンジンを分解することなく交換されてもよい。通路が位置合わせされると、点火プラグアクセスキャップ１５５および１５６が除去されて、馬蹄片１０１の外側から点火プラグへのアクセスが提供されてもよい。
【００８４】
図８Ｂを参照すると、代替実施形態では、ワイヤ１０８は、高圧ブラシ／ワイパー接触アセンブリ１１１を使用して、点火プラグ１３８に連結されてもよい。
【００８５】
図８Ｃに示される、別の実施例では、点火プラグ点火エネルギーは、環状コイルモジュール１１０によって伝達されてもよい。オイル通路１０９はキングピン１０５内に収容される。コイルはベーン本体に接地されてもよく、変圧器の正極側は、点火プラグワイヤ１０８を介して点火プラグ１３８に連結されてもよい。火花が出力されると、合致する環状コイルモジュール１１０にエネルギーが供給される。
【００８６】
図８Ｄに示される、更に別の実施例では、環状コイルモジュール１１０を介して、連続エネルギーおよびデータが伝達される。コイルはベーン本体に接地されてもよく、変圧器の両側が火花モジュール１１２に連結されてもよい。これによって、火花モジュール１１２が、連続エネルギーを活用し、高周波数の複合または差分データストリームを読み取って、点火プラグ１３８に取り付けられた点火プラグワイヤ１０８を通して適切な時にモジュールから出力される火花を供給することが可能になる。この構成は、点火コイルの機能がモジュールに統合されるため、追加の点火コイルを要しないが、適切な連続エネルギーおよびデータストリームをモジュールに供給する、より複雑な制御系統を要する。
【００８７】
図１〜７に関連して記載したエンジンの運動が図９Ａ〜９Ｉに示されている。この好ましい実施形態におけるクランク６０の運動は反時計方向であり、１２時の位置が０度のクランク回転角度として定義される。クランク６０は、クランク全てが回転全体を通してクランクの移動の際に平行なままであるようにして、駆動バー６２に取り付けられてもよい。このクランク６０の平行運動によって、駆動バー６２が完全円の経路で移動してもよい。駆動バー６２およびクランク６０は、馬蹄片ウィンデージ陥凹部（図３、１０４）で馬蹄片を通過してもよく、それが、空気の乱れを低減し、タイプＡの側板３１およびタイプＢの側板３２の冷却を促進する助けとなる。円形移動運動は、図９Ａ〜９Ｉの３６０度のクランク回転角度を通して進行する位置によって示される。
【００８８】
図１〜７および９Ａ〜９Ｉを参照すると、内部過給機機能を提供する例示のエンジンの運動は、図９Ｅに示されるような約１８０度のクランク角度から始まってエンジンが動かれたとき、そのサイクルを始めてもよい。このエンジン位置では、濾過された新鮮な空気が、タイプＡの側部カバー３７およびタイプＢの側部カバー３８の開口部を通って、タイプＡの側板３１の内部過給機空気チャネル４８に流入する。空気は、タイプＡの側板３１の上を流れて、内部過給機空気入口４９に達するまで板を冷却してもよい。
【００８９】
エンジンが、図９Ｉに示されるように、約３１５度のクランク角度に達すると、濾過された新鮮な空気が、内部過給機空気入口４９からタイプＢのベーン７５の内部過給機入口スリット７７へと、またそこから第１の内部過給機室４７内へと流れる。タイプＢのベーン７５の旋回運動中におけるチャンバの膨張運動により、内部過給機室４７は大気圧未満であってもよいことから、流れが促進されてもよい。
【００９０】
エンジンが、図９Ｂに示されるように、約４５度のクランク角度に達すると、濾過された新鮮な空気が、内部過給機空気入口４９からタイプＡのベーン６５の内部過給機入口スリット６７へと、またそこから第２の内部過給機室４７内へと流れる。やはり、タイプＡのベーン６５の旋回運動中におけるチャンバの膨張運動により、内部過給機室４７が大気圧未満である場合、流れが促進されてもよい。
【００９１】
エンジンが動き続けるにつれて、タイプＡおよびタイプＢのベーン６５および７５が互いから離れる方向に旋回するので、第１および第２の内部過給機ボス１０２および１０３に向かってチャンバがそれぞれ前進すると、第１および第２の内部過給機室４７は安定して容積を減少させる。タイプＢのベーン７５によって形成される内部過給機室４７は、図９Ｄに示されるように、約１３５度のクランク角度で完全圧縮であってもよく、タイプＡのベーン６５によって形成される内部過給機室４７は、図９Ｇに示されるように、約２２５度のクランク角度で完全圧縮であってもよい。
【００９２】
内部過給機室４７がそれらの最小容積付近のとき、内部過給機出口スリット６８および７８は、タイプＢの側板３２の内部過給機出口通路５０に流入するように、チャンバ内の圧縮ガスの出口となる。内部過給機出口通路５０は、馬蹄片１０１の内部過給機圧縮空気通路５１、タイプＡの側板３１の第１の中間冷却器通路５３、およびタイプＢの側板３２の第２の中間冷却器通路５４に接続する。これらの通路（５１、５３、および５４）は、圧縮空気を冷却する中間冷却器５２を通って延在する。内部過給機圧縮空気通路５１はまた、タイプＢのベーン７５に覆われていないとき（即ち、タイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５が、熱機関室４３の容積の最大値で、キングピン１０５の上方で最右回転位置に位置付けられたとき）、熱機関室４３に対してタイプＡの側板３１の底部に位置する、熱機関吹出しポート４６を通して吹出し空気の小さい流れを提供してもよい。
【００９３】
正の動力を発生させるためにエンジンが動き続けるにつれて、中間冷却器５２および外室５５内の空気圧が増加してもよい。中間冷却器５２からタイプＢの側板３２の中間冷却器通路５４を介して引き込まれる冷却された圧縮空気は、適正に燃料が蒸発および霧化して適切な吸気を作り出すことを可能にするのに、燃焼吸気ポート４０までの途中で適切な時にポート噴射器１３６によって追加される、燃料の適切な量を有する。
【００９４】
図９Ｂの上半分に示されるような約４５度のクランク角度で、吸気取込み行程のポート全開位置で、燃焼吸気入口ポート４０は燃焼室３９に対して露出される。吸気は、タイプＢの側板３２の燃焼吸気入口ポート４０を介して、タイプＡの燃焼圧縮ウェッジ７０を通って燃焼室３９に引き込まれてもよい。燃焼室３９は、燃焼室が下死点と等価のピストン位置にあってほぼ最大の吸気量である、約９０度のクランク角度を通って進行する。吸気は燃焼室３９に完全に取り入れられ、タイプＢの側板３２の燃焼吸気入口ポート４０は、タイプＡのベーン６５によってほとんど覆われる。クランク６０は、取り付けられた構成要素の運動量が、この位置を通してエンジンを稼働させ続けるのに適正な遂行を果たすはずである、反曲点にある。
【００９５】
図９Ｃの上半分に示されるように、エンジンが約１１２．５度のクランク角度に達すると、吸気は燃焼室３９に完全に取り入れられ、タイプＢの側板３２の燃焼吸気入口ポート４０はタイプＡのベーン６５によって完全に覆われ、燃焼室３９は吸気を圧縮し始める。
【００９６】
図９Ｄの上半分に示されるように、エンジンが約１３５度のクランク角度に達したとき、燃焼室３９は完全圧縮に近付いており、点火プラグを点火できる状態である。点火プラグ１３８は吸気に点火し、一方で構成要素質量は、燃焼吸気を圧縮し、タイプＣのサイドボス８６およびタイプＤのサイドボス９４にそれぞれ設けられるタイプＣおよびタイプＤのガスガイドスリット９０および９８によって促進されるスキッシュおよび渦流による乱れを増加させ続ける。あるいは、点火プラグ１３８または第２の点火プラグを設けて、以降のクランク角度で、または更にはベーン内で吸気に点火することができる〈図８Ａ〜８Ｄを参照）。
【００９７】
図９Ｅの上半分に示されるように、エンジンが、上死点と等価のピストン位置である、約１８０度のクランク角度に達したとき、燃焼室３９内の点火された吸気は最大圧縮であってもよい。点火された吸気は、タイプＡおよびタイプＢの側板３１および３２の表面積が点火された吸気にわずかしか露出されないようにして、燃焼室３９のベーンの露出した表面積と緊密に接触するように押しやられてもよい。この時点で、燃焼室３９は最大圧縮またはその付近であり、タイプＡの燃焼圧縮ウェッジ７０はタイプＢの燃焼圧縮ウェッジ８０に近く、タイプＣの燃焼圧縮ボス８９はタイプＤの燃焼圧縮ボス９７に近い。クランク６０はやはり、エンジン構成要素の運動量が、この位置を通してエンジンを稼働させ続けるのに適正な遂行を果たすはずである、反曲点にある。
【００９８】
図９Ｆの上半分に示されるように、エンジンが約２０２．５度のクランク角度に達したとき、燃焼室３９は膨張し始めている。このとき、吸気は燃え続け、燃焼室３９内で膨張して、化学エネルギーを熱力学エネルギーに変換することが可能になって、チャンバ圧力が増加し、燃焼室が自由旋回点で押し開かれる。これは、タイプＡのリストピン１１４においてタイプＢのベーン７５をタイプＣのベーン８５に対して旋回させ、タイプＢのリストピン１１６においてタイプＡのベーン６５をタイプＤのベーン９３に対して旋回させて、タイプＣのベーン８５およびタイプＤのベーン９３に対する駆動バーリストピン１１８の接続部において駆動バー６２を上方に引き上げることによって遂行される。クランク６０は、キングピン１０５の中心線からオフセットされて、力を効率的にトルクへと変換することが可能になる、有用な幾何学位置に位置付けられてもよい。クランク６０はまた、このとき、キングピン１０５の中心線から浅い角度で設定されてもよく、それによって、発生する圧力量を構成要素の運動量に効率的に追加して有用なトルクを発生させることが可能になってもよい。
【００９９】
図９Ｇの上半分に示されるように、エンジンが約２２５度のクランク角度に達したとき、燃焼室３９は膨張行程の約半分にあってもよい。このとき、吸気は燃え続け、燃焼室３９内で膨張して、駆動バー６２を上方に引き上げ、クランク６０を反時計方向に駆動するベーンアセンブリの内部表面積に作用する圧力を介して、熱力学エネルギーを有用なトルクへと変換し続けることが可能になる。
【０１００】
図９Ｈの上半分に示されるように、エンジンが、下死点と等価のピストン位置である、約２７０度のクランク角度に達したとき、燃焼室３９はほぼ最大膨張容積である。吸気はほぼ完全に膨張し、熱い排気ガスを、露出した燃焼排気ポート４１を通して、タイプＢの側板３２の非燃焼室側にある伝達チャネル４２内へと伝達し始めている。排気ガスは、伝達チャネル４２から、熱機関入口ポート４４を介し、熱機関偏向突出部６９を回って熱機関室４３に入る。伝達チャネル４２のサイズおよび形状は、発生した圧力波および音響波を制御し、燃焼室３９および熱機関室４３内の圧力を制御するように調整されてもよい。クランク６０はやはり反曲点にある。燃焼室３９および熱機関室４３内の露出したベーン表面は、排気ガスを圧縮し始める。これによって更に、ガスの温度が増加するとともに、伝達チャネル４２が加圧される。
【０１０１】
図１１を参照すると、エンジンは、タイプＡのベーン６５とタイプＢのベーン７５との間で熱機関室４３と連通する、噴射端部を有する水噴射器１４５を含んでもよい。水噴射器１４５は、エンジンサイクルごとに１回または複数回、熱機関室４３内の熱い排気ガスに水蒸気を噴きかけるのに、例えばこのクランク角度（および／または他のクランク角度）付近で活性化されてもよい。水は、ほぼ瞬間的に気化して蒸気になり、熱機関室４３の圧力を著しく増加させるとともに、チャンバを冷却して効率を更に向上させてもよい。図１２を参照すると、代替実施形態では、水噴射器１４５は、タイプＢの端板３４を通ってタイプＢの側板３２内へと延在して、タイプＢの側板の燃焼排気ポート４１と熱機関入口ポート４４との間に延在する伝達チャネル４２に水を提供してもよい。
【０１０２】
図９Ｉに示されるように、エンジンが約３１５度のクランク角度に達したとき、熱機関室４３は、燃焼室３９からの熱ガスの受入れをほぼ終えている。燃焼室３９および熱機関室４３両方のポートは狭くなっており、ベーンは両方のチャンバ内の熱ガスを圧縮し続け、それによってガスの圧力も増加し、圧力は後で熱機関サイクルに使用するまで伝達チャネル４２内で保存される。伝達チャネル４２は、チャネルの利用可能な表面積とガスとの間の伝熱率を減少させ、それによってガスが熱および圧力を保持することが可能になるように、陽極化するかまたは別の方法で処理することができる。
【０１０３】
図９Ａの上半分に示されるように、エンジンが、上死点および最小寄生容積と等価のピストン位置である、約０度のクランク角度に達したとき、燃焼室３９に残っている排気ガスはベーン表面と緊密に接触しており、タイプＡの側板３１およびタイプＢの側板３２はわずかしか露出していないので、これらのガスがベーンを介して冷え始めることが可能になる。燃焼吸気入口ポート４０は燃焼室３９と連通し始めており、燃焼排気ポート４１は、燃焼室と連通しているままであり、伝達チャネル４２に接続されているが、熱機関入口ポート４４は阻害されている。吸気の一部は残りの排気ガスの一部を吹き出してもよく、さらに伝達チャネル４２が燃焼室３９から遮断される前にチャネルを加圧してもよい。熱機関室４３は、最小容積で完全な圧縮を得ていてもよく、膨張を開始する前の旋回段階の半ばである。クランク６０はやはり反曲点にある。燃焼室３９は、これらの行程を繰り返し循環し続けてもよい。
【０１０４】
エンジンの熱機関機能に関して、図９Ｂの上半分に示されるように、エンジンが約４５度のクランク角度に達すると、熱機関膨張サイクルが始まる。このエンジン位置で、熱機関室４３が膨張行程全体を向上させてエンジン効率を向上することによって、より大きい排気ガス圧力および熱エネルギーが回復されてもよい。エンジンが水噴射器１４５を含む場合、水滴を気化させて蒸気にし、熱機関室４３の圧力を増加させるとともに、チャンバを冷却して効率を更に向上させるのに、例えばこのクランク角度付近で活性化されてもよい（図１１を参照）。
【０１０５】
図９Ｃの上半分に示されるように、エンジンが約１１２．５度のクランク角度に達したとき、熱機関室４３内のガスはまだ膨張していてもよい。このとき、圧縮空気は、過給機圧縮空気通路５１からタイプＡの側板３１の熱機関吹出しポート４６につながる通路を介して噴射されて、膨張中の圧力増加を助けるとともに温度を減少させてもよい。エンジン吹出しポート４６はまた、中に組み込まれた任意の制御弁（図示なし）を有して、エンジン制御系統が吹出しのタイミングおよび／または量を修正することを可能にしてもよい。
【０１０６】
図９Ｄの上半分に示されるように、エンジンが約１３５度のクランク角度に達したとき、熱機関室４３はまだ膨張していて、圧縮された吹出し空気を噴射していてもよい。この時点付近で、タイプＡのベーン６５が熱機関入口ポート４４を露出すると、熱機関室４３は伝達チャネル４２と再接続してもよい。これによって、図９Ａの０度のクランク角度で見られるように、燃焼排気ポート４１は開いたままであったが熱機関入口ポート４４は閉じていたときに保存された、燃焼室３９からのいくらかの吹出しと組み合わされた、最後の加圧排気ガスからのいくらかの更なる熱力学エネルギーを導入してもよい。
【０１０７】
図９Ｅの上半分に示されるように、エンジンが約１８０度のクランク角度に達したとき、熱機関室４３はまだ膨張していてもよく、タイプＡの側板３１の熱機関吹出しポート４６は、熱機関偏向突出部７９によってほぼ遮断されていてもよい。このとき、伝達チャネル４２は、熱機関入口ポート４４を介して熱機関室とまだ連通していてもよく、熱機関排気ポート４５は熱機関室に露出され始めてもよい。この時点で、圧縮空気の低減された流れは、熱機関室４３を通って熱機関排気ポート４５から、排気開口部１２９に接続された排気菅１３０内へと吹き出してもよい。
【０１０８】
図９Ｆの上半分に示されるように、エンジンが約２０２．５度のクランク角度に達したとき、熱機関吹出しポート４６は阻害されてもよく、熱機関排気ポート４５は熱機関室４３に対して完全に露出されてもよい。タイプＢのベーン７５が熱機関排気ポート４５に向かって旋回するにつれて、排気ガスは、熱機関排気ポート４５を通して熱機関室４３の外に追いやられてもよい。これによって、ガスの流れにチャンバの減圧を支援する運動量が作り出されてもよい。この減圧は、調整された排気および／または末広・先細チャンバを排気に対して使用して、二行程サイクルピストンエンジンで用いられる方法に類似した形で、反射圧力波、反射音響波、および／または共鳴を作り出すことによって、更に支援することができる。
【０１０９】
図９Ｇの上半分に示されるように、エンジンが約２２５度のクランク角度に達したとき、熱機関は、熱機関排気ポート４５を閉じ始め、またタイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５が互いに向かって旋回するにつれて排気ガスを外に出し続けることによって、その排気サイクルを完了してもよい。この旋回運動は熱機関室４３の容積を減少させる。熱機関入口ポート４４および排気ポート４５は、次の熱機関サイクルが始まる前に、熱機関室４３内に排気ガスが残留していればそれをわずかに寄生的に圧縮するように、選択的に配置されてもよい。
【０１１０】
図１〜７と関連して記載したエンジンは、２つの外部からアクセス可能なクランク軸アセンブリと、一層当たり２つの可変容積燃焼室３９を画成する、２つのベーンアセンブリをそれぞれ有する２つのエンジン層とを含む。図１〜７に記載したエンジンはまた、ベーンアセンブリ１つ当たり２つの過給機室４７、ならびにベーンアセンブリ１つ当たり１つの熱機関室４３を組み込んでいる。本発明の代替実施形態は、より多数またはより少数のクランク軸アセンブリを有しても良いことが認識されるであろう。また、代替実施形態は、燃焼、過給、および熱機関運転にそれぞれ使用される代わりに、流体のポンピング、または他の機能に使用される、燃焼室、過給機室、および熱機関室として図１〜７に記載したような、可変容積室を含んでもよい。また、かかる代替実施形態は、ベーンアセンブリの二層よりも多数または少数の層、および一層当たり２つよりも多数または少数のベーンアセンブリを含んでもよいことも認識される。また、かかる代替実施形態は、燃焼室、過給機室、および熱機関室として、図１〜７の実施形態に記載したタイプの、１つまたは複数の可変容積室を含んでもよい。
【０１１１】
例えば、図１８を参照すると、代替実施形態の可変容積室デバイスの各層が示されている。デバイスは、点火プラグ１３８と四組のベーンアセンブリポートおよび通路とを備え、各組が、燃焼吸気入口ポート４０、燃焼排気ポート４１、熱機関入口ポート４４、および熱機関排気ポート４５を含む、タイプＢの側板３２を含んでもよい。デバイスはまた、巻き付けられた馬蹄片１９６の外縁部に沿って配設された冷却フィン３０を含む。中間冷却器流体通路１９７、および過給機圧縮空気通路５１が、馬蹄片１９６に設けられてもよい。外部過給機入口通路５７も、馬蹄片１９６を通って周囲環境側からタイプＢの側板３２によって部分的に画成された外室まで延在してもよい。ブローオフ通路および弁１２２は、外部過給機入口通路５７を内部過給機圧縮空気通路５１に接続してもよい。ブローオフ通路および弁１２１は、各内部過給機圧縮空気通路５１を周囲環境に接続してもよい。デバイスは更に、キングピン１０５、タイプＡのリストピン１１４、タイプＢのリストピン１１６、および駆動バーリストピン１１８によってともに接続される、タイプＡのベーン６５、タイプＢのベーン７５、タイプＣのベーン８５、およびタイプＤのベーン９３をそれぞれ有する４つのベーンアセンブリを含んでもよい。ベーンアセンブリは、それぞれ２つの可変容積過給機室４７、ならびに燃焼室３９および熱機関室４３を画成してもよい。ベーンアセンブリは、駆動バー６２を介して２つの内部クランク軸に接続されてもよい。各可変容積室３９は、デバイスレイアウトの周りで時計方向に、前のチャンバよりも９０度回転させられてもよい。１２時の位置にある可変容積室３９は寄生圧縮段階にあり（０度のクランク角度）、９時の位置にある可変容積室３９は完全圧縮され、排気段階を開始しており（２７０度のクランク角度）、６時の位置にある可変容積室３９は完全圧縮段階であり（１８０度のクランク角度）、３時の位置にある可変容積室は、最大容積でほぼ完全な吸気段階にある（９０度のクランク角度）。この配置は、図１〜７に示される実施形態と比較してバランスが改善されていてもよく、４つ以上のチャンバを要する用途にとってより有効であってもよい。
【０１１２】
図１９および２０は、２つの可変容積過給機室４７を四組、ならびに図１８のような燃焼室３９および熱機関室４３を画成する、４つのベーンアセンブリを含む、可変容積室デバイスの更に２つの代替実施形態を示している。図１９および２０の実施形態は、単一のクランク軸１４６と、単一のクランク軸１４６のクランク１４２運動中に逆回転することによって、駆動バー６２の運動を制限する、歯車アセンブリ（図２２Ａおよび２２Ｂに図示）とを組み込んでいるという点で、図１８の実施形態と異なる。歯車アセンブリは、駆動バー６２が、クランク軸１４６およびベーンアセンブリの中心に対して同じ配向を維持しながら、円形経路を辿るようにしてもよい。
【０１１３】
図１９に示される歯車アセンブリは、図２２Ａに更に詳細に示されている。図１９および２２Ａに関して、歯車アセンブリは、タイプＡの同心のクランク軸１４６と同心で装着されているがインターフェース接続していない、タイプＡの太陽歯車１５７を含んでもよい。タイプＡの太陽歯車１５７は、デバイス全体に対して回転できないように、側板（図示なし）にしっかり固着されてもよい。クランク１４２は、タイプＡの同心のクランク軸１４６にしっかり固着されてもよい。タイプＡの遊星歯車１５９は、タイプＢの軸１５０に固着され、タイプＡの太陽歯車１５７と嵌合されてもよい。タイプＢの軸１５０は、クランク１４２を通って延在し、タイプＢの遊星歯車１６０に取り付けられて、タイプＡの遊星歯車１５９およびタイプＢの遊星歯車１６０の両方を同期的に回転させてもよい。タイプＣの遊星歯車１６１は、クランク１４２によって保持され、タイプＢの遊星歯車１６０と嵌合された、自由に回転するタイプＡの軸１４９に取り付けられてもよい。タイプＣの遊星歯車１６１は、促される逆回転によって駆動バーの移動を拘束し、単一のクランクの運動によってもたらされる円形経路を中心として回転することなく移動するような形で、駆動バー６２にしっかり噛合されてもよい。タイプＢの太陽歯車１５８は、タイプＣの遊星歯車１６１と嵌合され、タイプＡの同心のクランク軸１４６と同心であるが同期されないタイプＣの軸１５１上のクランク１４２に取り付けられてもよい。
【０１１４】
クランク１４２の回転によって、タイプＡの遊星歯車１５９がタイプＡの太陽歯車１５７の固定歯の上を回転してもよい。次いで、タイプＡの遊星歯車１５９は、共通の嵌合された軸が間にあることにより、タイプＢの遊星歯車１６０を同期して駆動してもよい。タイプＢの遊星歯車１６０はタイプＣの遊星歯車１６１を駆動してもよく、それによってタイプＣの遊星歯車１６１上での適正な逆回転が作り出され、タイプＢの太陽歯車１５８も駆動する。タイプＡの太陽歯車１５７とタイプＣの遊星歯車１６１との最終的な歯車比は、適正な逆回転を誘発する、１：１に設定されてもよい。タイプＢの太陽歯車１５８は、タイプＣの遊星歯車１６１上における適正な逆回転に必要な釣り合った力を誘発するため、自由に回転可能であるようにされるべきである。
【０１１５】
図２０に示される歯車アセンブリは、図２２Ｂに更に詳細に示されている。図２０および２２Ｂに関して、歯車アセンブリは、タイプＣの太陽歯車１６２または輪歯車１６４を駆動する、２つの同心の軸を、具体的にはタイプＡの内側同心クランク軸１４６と薄壁のタイプＢの外側同心クランク軸１４７とを含んでもよい。同期された伝動装置（図示なし）は、エンジン内の空間要件を低減するいずれかの場所に配置されてもよい。同期された伝動装置は、タイプＡの同心クランク軸１４６およびタイプＢの同心クランク軸１４７を接続して、同心の軸をクランク１４１とは異なる角速度で回転させてもよい。タイプＢの同心クランク軸１４７は、タイプＤの遊星歯車１６３上で適切な逆回転を誘発するように設定された角速度で、タイプＣの太陽歯車１６２または輪歯車１６４のどちらかを駆動してもよい。タイプＣの太陽歯車１６２が駆動される場合、通常は、主要なクランク軸角速度よりも高速で駆動しなければならない。輪歯車１６４が駆動される場合、通常は、クランク軸角速度よりも低速で駆動しなければならない。駆動されない歯車は、適正な逆回転に必要な力を誘発するように自由に回転できなければならない。タイプＤの遊星歯車１６３は、駆動バーに直接または間接的に連結されて、必要な逆回転を伝達し、それによって駆動バーがクランク軸を中心にした円形経路を辿ることを可能にしてもよい。
【０１１６】
図２３および２４は、１つのクランク軸と、デバイス層ごとに単一の可変容積室を画成する１つのベーンアセンブリとを組み込んだ、可変容積室デバイスの２つの更なる代替実施形態を示している。図２３の実施形態は、歯車アセンブリ（図２２Ｃに図示）を組み込んでもよく、図２４の実施形態は、チェーンおよび歯車アセンブリを組み込んでもよい。図２３および２４の実施形態における互い違いにオフセットされた２つのチャンバの構成は、駆動バーおよびクランクが別個の層でオフセットされることを可能にし、それによってデバイスの奥行が増加する代わりに幅を減少させることによって、２つ以上のチャンバがよりコンパクトなエンジンを作り出すことを可能にしてもよい。あるいは、可変容積室デバイスは、適正に釣り合った、あるいは単調和振動および／または高調波振動を打ち消す適切な速度で逆回転する釣り合い軸を追加した、単一のチャンバのみを含むことができる。
【０１１７】
図２３および２２Ｃの実施形態に関して、クランク１４３は、クランク軸１４６対クランク軸の最終比１：１を有する、タイプＡの連結器１６６、タイプＢの連結器１６７、およびタイプＣの連結器１６８から成る歯車列に取り付けられてもよい。駆動バーを逆回転させるため、タイプＤの太陽歯車１６９は、クランク軸１４６と同心に固定され、側板（図示なし）に固着することによって回転できないようにされてもよい。タイプＥの遊星歯車１７０は、タイプＥの太陽歯車１７１上において１：１の最終比で逆回転を誘発するように、クランク１４３に取り付けられてもよい。タイプＥの遊星歯車１７０は、軸１４９を通して駆動バーにしっかり固着されて、駆動バーを円形経路の運動に拘束してもよい。
【０１１８】
図２４に関して、チェーンまたは歯付きベルトアセンブリ１７２および１７３が、図２３に示される歯車アセンブリの代わりに使用されてもよい。意図される設計用途においてメカニズムまたは側板が著しい温度揺れを受ける場合、１つまたは複数のテンションアイドラーを組み込んでもよい。一方のプーリーがクランク軸と同心で装着され、回転できないようにされてもよく、他方のプーリーがクランクに装着され、駆動バーに固着されて、適正な逆回転を誘発してもよい。この構成によって、チェーンまたは歯付きベルトが、固定されたプーリーを中心にして適正な係合で超低速移動し、それによって他方のプーリーにおける逆回転を誘発してもよい。プーリーは、１：１の比で連動されてもよく、それによって駆動バーの運動を純粋に並進する円形経路に制限する。
【０１１９】
内燃機関としての使用以外に、記載した可変容積室デバイスは、蒸気機関または圧力作動式機械（ガスもしくは液体を用いる）として使用することができ、あるいはポンプまたは圧縮機としての動力入力を用いることができる。例えば、ポンピングまたは圧縮する可変容積室デバイスが、図２１に示されている。デバイスは、冷却フィン３０壁を含み、平行な側板（図示なし）と対にしたときに外室５５を画成する、側板１９５を含んでもよい。外部過給機入口ポート５７は、外部過給機（図示なし）から外室５５につながってもよい。吸気通路１８６は、周囲環境から一方向吸気弁１８７を越えて、４つの旋回接続されたベーン１９１、１９２、１９３、および１９４で構成される第１のベーンアセンブリ用に第１の共通ポート１６５まで延在してもよい。４つのベーンの各組は、キングピン１０５とリストピン１１４、１１６、および１１８とによって、共に旋回接続されてもよい。共通通路１８５は、第１の共通ポート１６５から、４つの旋回接続されたベーンの第２の組で構成される第２のベーンアセンブリ用に第２の共通ポート１６５まで延在してもよい。排気通路１８８は、第２の共通ポート１６５から一方向排気弁１８９を越えて、ポンプまたは圧縮機出口またはリザーバ（図示なし）まで延在してもよい。各ベーンアセンブリはポンプ室１９０を画成してもよい。ベーンアセンブリは、クランク軸５８から入力運動を受け取る、駆動バー６２に接続されてもよい。この実施例では、クランクの一回転で、２つの吸気サイクル、２つの圧縮サイクル、および２つの出力サイクルを完了する、平行四辺形のまたは菱形の可変容積室のみが使用されている。ポートは、側板１９５の後方に一方向弁を使用して、一方の側で新鮮な空気が入り、他方の側で圧縮空気が出ることを可能にする、中央の共通ポート位置１６５に単純化されてもよい。外室範囲５５も、エンジンの実施形態に対して容積が低減されてもよく、ほぼ周囲環境圧力のままであってもよい。ポンプ室は、一層当たり一重、二重、または四重に構成されてもよく、二重クランク軸は、駆動バーの適正な円形並進が確実に生じるように、適切なメカニズムを有する単一のクランク軸と置き換えられてもよい。
【０１２０】
図２５では、駆動バーとクランクの組み合わせを要しない、代替実施形態の２サイクル圧縮機が示されている。圧縮機は、タイプＡのベーン６５、タイプＢのベーン７５、タイプＣのベーン８５、およびタイプＤのベーン９３を含むベーンアセンブリを取り囲む、馬蹄片１０１を含む。タイプＡのベーン６５およびタイプＢのベーン７５は、側板１７５および１７６に対して固定される、キングピン１０５に対して旋回する。排気クランクアセンブリ１７６および吸気クランクアセンブリ１７７は、タイプＣおよびタイプＤのベーン８５および９３に直接係合し、それによって逆回転の必要性が排除される。図２１に示される実施例に対して以前は必要であった一方向弁も、側板それぞれに適切に配置された噛合する通路を有するクランクアセンブリ１７６および１７７に、適切に配置されたポートを導入することによって、排除されてもよい。図２５のポンプ／圧縮機では、空気は、吸気側板１７５の通路を通して、また吸気クランクアセンブリ１７７の吸気ポートを通して引き込まれてもよい。可変容積室が必要な配向であるとき、ベーンは一方のポートを露出し、他方のポートを阻害する。２つの排気ポートおよび通路は、排気クランクアセンブリ１７６および排気側板１７４内に配置されてもよい。この２サイクル圧縮機は、主要な平行四辺形または菱形のチャンバ、および上側の２つのベーンの上方にある２つのフィン付きチャンバの、３つのポンピング室を含んでもよい。これによって、より大きい主要チャンバと２つの小さいチャンバとが共に働いて、図示されるように、１つのリザーバを充填するか、あるいは異なるが適切な通路を側板に用いることによって、多段圧縮機として構成することが可能になる。
【０１２１】
当業者には理解されるように、本発明は、本発明の趣旨または必須の特性から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化されてもよい。上述した要素は、本発明を実現する１つの技術の具体的な例である。当業者であれば、特許請求の範囲に列挙するような本発明の意図される範囲から逸脱することなく、他の多くの実現例が可能であることを認識するであろう。したがって、本発明の開示は、本発明の範囲を例示するものであって限定するものではない。本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にあるのであれば、本発明のかかる全ての修正および変形を包含するものとする。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図９Ｉ】
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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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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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２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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