JP2007285148A - 内燃機関、ポンプ、水車に関する羽根型回転機構。 - Google Patents

Abstract

【課題】炭酸ガス、窒素酸化物の発生が少ない内燃機関の開発。小規模水資源の有効利用。
【解決手段】本発明は炭酸ガス,窒素酸化物の発生を削減する目的で、水素を燃焼させて動力を得る羽根型回転機構を提供するものである。主軸を中心とした円を分割した羽根車と偏心した円筒形分割円弧を組み合わせた構造を持つ回転機構である。ハウジングと羽根車は密接しており、羽根車間の分割円弧もハウジングの溝に組込まれて羽根の回転と共に羽根間の空間は変位する。内燃機関として用いる時は燃料の爆発燃焼によりハウジング内に於いて広がりをもつ方向に羽根が移動し動力となる。ポンプ類として用いる時は主軸に動力を与えて回転させると広がりを持つ側が吸引となり狭くなる側が圧力を発生する機構である。
【選択図】 図１

Description

本発明は炭酸ガス,窒素酸化物の発生を削減する目的で、水素を燃焼させて動力を得る羽根型回転機構を提供するものである。またその他の燃料の使用も可能である。また主軸に外部から動力を加えることでポンプ類として使用できる。その他小型水車、蒸気機関としても使用できるものである。

従来の内燃機関はピストン型とロ−タリ−型が一般的であり、完成された機関として役立っている。ピストンとピストンロツドの往復作動、ロ−タリ−型のまゆ形偏心作動など内燃機関自体のエネルギ−ロス見逃せない。近年化石燃料の枯渇が問題となるなかで環境上、炭酸ガス、窒素酸化物の削減が必要となつた。

ポンプ類も液体、気体用共に構造が複雑で入力エネルギ−に対してやや出力エネルギ−が
小さい。

この改善策として羽根型回転機構を使用する。
特開 ２００５−３０７９７９号公報 特表 ２００５−５０２８１５号公報

内燃機関の構造をできるだけ簡素化し一方向に動くような構造とすることで振動を小さくし、エネルギ−の効率向上をはかる。水素を燃焼爆発させたとき、すぐに水蒸気となり収縮が起こる、この変化に対応する機構が必要となる。

図１，図２の通り円形のハウジング内に主軸を中心に放射状に等分された羽根を有し、羽根一枚につき偏心した円筒形の一部の円弧が羽根と隣の羽根の間に二分割して配置されている。円筒形の部品は両側のハウジングの内側に円筒形の溝があり、溝に沿って羽根と共に回転する。羽根の回転位置の変化に対応して偏心した円弧は羽根の間で伸縮する。分割された円弧が伸縮したときも、密着を保つため分割された円弧は重なるような構造である。偏心した円筒形の外側もポンプ作用があるが,内側もポンプ作用がある。羽根軸の周りを空洞とし外気に通じるあなを設けるなどして内側の抵抗を少なくする。

本発明の羽根型回転機構を使用すれば、水素を燃焼させたときの爆発力と燃焼後の水蒸気の体積の縮小も回転力として働く。

本発明の羽根型回転機構は構造が比較的簡単である為密封性も保持し易く軽量である。

羽根型回転機構であるため、羽根の数だけ、羽根軸が１回転する間に爆発させることができる。ほぼ連続的に滑らかに力を加えることができるため振動が小さい。

また請求項２〜４に示す通り内燃機関に限らずポンプ類、小型水車、小型蒸気機関にも利用できる。
［発明を実施するための最良の形態］

羽根とハウジングの間隙を最小限にし、回転を自由に保持できるように工作すること、利用する物によって材質も耐熱か耐磨耗かを考慮すること、羽根には回転抵抗を少なくするために溝等を設ける。

羽根と共に回転する円筒の偏心の大きさは、回転機構の大きさと使用目的に応じて決定する。

偏心した分割円弧は、ハウジングに溝を設け、偏心した位置を円滑に回転できるように分割円弧の内側にベアリングを設ける。 図２

偏心した分割円弧と、羽根の接触面は摺動しながら回転するので羽根を挟んで円弧を連結する。 図４−ａ 図４−ｂ

分割円弧の端部と羽根との接触面は、分割円弧の端部が羽根の回転位置がどの位置にあっても接触しているよう工作する。

分割円弧の内側と羽根軸の間に羽根と羽根の共通空洞を設け外気に通じる穴を設ける。

図１は本発明装置の水素を燃焼する内燃機関に適用したものである。

図５は本発明装置の液体用ポンプに適用したものである。主軸に外部から動力を加えて回転させ液体を吸入し加圧した液体を吐出する。

図５は本発明装置の生コン圧送に使用するものである。骨材が自由に通過できる大きさに作り、外部から動力により１分間に１５〜３０回転程度の遅い速度で使用する。

図６は本発明の装置を小型水車、蒸気機関に適用したものである。

自動車、小型の動力機械の内燃機関に適用できる。

油圧ポンプ、揚水ポンプに適用できる。

生コン圧送ポンプに適用できる。

一般家庭で水素を燃料にして蒸気を発生させ、発電機の駆動に蒸気機関として適用する。蒸気は家庭の暖房に利用する。

図７ エア−コンプレッサ−又は真空ポンプに適用できる。

山間部の小量の水源で落差が３０ｍ以上の所で小型水車として動力の利用、又は発電機の駆動に適用できる。

羽根型回転機構の（回転方向）断面図である。（実施例１） 羽根型回転機構の（軸方向）断面図である。（図１のＡ‘−Ａ） 天然ガス、アルコ−ル、ガソリン使用時の供給、排気の位置を示した図。 羽根と分割円弧の密接を保持する部品の説明図。 図４−ａの図を方向を変えて見た図。 液体ポンプ、生コン圧送ポンプの吸入口と吐出口の関係図。（実施例２） エア−コンプレツサ−又は真空ポンプの吸入口と吐出口の関係図。 水車又は蒸気機関の水圧,蒸気供給と排出の関係図。（実施例４）

符号の説明

１ ハウジング
２ 羽根車
３ 主軸
４ 分割円弧
５ 吸入口(燃料、水圧、蒸気圧供給口
６ 吐出口（排出口）
８ 円弧支えベアリング
９ 羽根に接する分割同志の接ぎ部品
１０ 分割円弧内側のポンプ作用による抵抗防止空洞
１１ 点火装置
１２ 主軸のベアリング

Claims (1)

1. 円形のハウジング内を、主軸を中心として放射状に羽根を配置し、羽根軸とは別の中心を持つ分割された円筒形が、羽根と組み合わされて羽根と分割された円筒が同時に回転する羽根型回転機構。内燃機関、液体ポンプ、真空ポンプ、気体ポンプ、生コン圧送ポンプ、小型水車、小型蒸気機関に用いること。

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