特許 5726901 ロータリーエンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5726901

(24)【登録日】2015年4月10日

(45)【発行日】2015年6月3日

(54)【発明の名称】ロータリーエンジン

(51)【国際特許分類】

   F01C 1/348 20060101AFI20150514BHJP

   F02B 53/00 20060101ALI20150514BHJP

   F02B 53/02 20060101ALI20150514BHJP

   F02B 53/04 20060101ALI20150514BHJP

   F03G 6/00 20060101ALI20150514BHJP

   F01C 17/02 20060101ALI20150514BHJP

   F01C 19/04 20060101ALI20150514BHJP

   F01C 20/14 20060101ALI20150514BHJP

【ＦＩ】

   F01C1/348

   F02B53/00 X

   F02B53/02 C

   F02B53/04 F

   F02B53/04 Q

   F02B53/04 W

   F03G6/00 501

   F03G6/00 531

   F01C17/02

   F01C19/04

   F01C20/14

【請求項の数】20

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-548456(P2012-548456)

(86)(22)【出願日】2011年1月17日

(65)【公表番号】特表2013-517417(P2013-517417A)

(43)【公表日】2013年5月16日

(86)【国際出願番号】EP2011050544

(87)【国際公開番号】WO2011086183

(87)【国際公開日】20110721

【審査請求日】2012年9月12日

(31)【優先権主張番号】61/295,862

(32)【優先日】2010年1月18日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】102010000976.8

(32)【優先日】2010年1月18日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】512186771

【氏名又は名称】フォイストル，ゲルハルト

【氏名又は名称原語表記】ＦＥＵＳＴＬＥ， Ｇｅｒｈａｒｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110000121

【氏名又は名称】アイアット国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】フォイストル，ゲルハルト

【審査官】 佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００４−５３０８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−１１２６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９６／４１９３４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第３８２４９６８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｃ １／３４８

Ｆ０１Ｃ １７／０２

Ｆ０１Ｃ １９／０４

Ｆ０１Ｃ ２０／１４

Ｆ０２Ｂ ５３／００

Ｆ０２Ｂ ５３／０２

Ｆ０２Ｂ ５３／０４

Ｆ０３Ｇ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータリーエンジンであって、
第１回転室（１２０）とエネルギー吸収室（１３０）とを含むハウジング本体（１１０）と、
前記第１回転室（１２０）内に配置される第１回転体（１５０）と、
前記エネルギー吸収室（１３０）内に配置される第２回転体（１６０）と、
第１弁可動片（１７０）と第２弁可動片（１８０）とを含む一対の弁可動片であって、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）が前記第１回転室（１２０）の境界面（１２２）と接触すると共に前記第１回転体（１５０）において前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）が前記第１回転体（１５０）に回転自在に配置されて、前記第１回転室（１２０）内に互いに区切られた２つの作動室（Ａ、Ｂ）を形成する一対の弁可動片と、
を具備し、
前記第１回転室（１２０）の前記境界面（１２２）は、前記第１回転体（１５０）の外周側の面である反対面（１５２）と間隔を有する状態で対向していて、その対向している間の間隔は前記第１回転体（１５０）の外周において変化するように構成されていて、
前記第１弁可動片（１７０）は前記第１回転体（１５０）に対し第１方向に回転して前記境界面（１２２）に接触していると共に、前記第２弁可動片（１８０）は前記第１回転体（１５０）に対し前記第１方向とは反対の第２方向に回転して前記境界面（１２２）に接触していて、
前記第１回転体（１５０）が回転しているときに、前記第１弁可動片（１７０）によって圧縮された作動気体（１９６）が、前記第１回転室（１２０）内の２つの前記作動室のうち一方の作動室（Ａ）から、前記エネルギー吸収室（１３０）内に配置された前記第２回転体（１６０）の穴部（１６２）に導入されると共に前記穴部（１６２）の表面と前記エネルギー吸収室（１３０）の境界面との間に閉じ込められるように、前記第１回転室（１２０）が前記エネルギー吸収室（１３０）に接続されており、
前記穴部（１６２）内に含まれる前記作動気体（１９６）の圧力を上昇させるために前記第２回転体（１６０）の前記穴部（１６２）内に閉じ込められた前記作動気体（１９６）にエネルギーを供給するように構成されている、
ことを特徴とするロータリーエンジン。

【請求項2】

前記第１回転体（１５０）は、前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）を完全に含むための弁可動片穴部（２２０）を含み、前記弁可動片穴部内に前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）を含むときに、前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）が前記第１回転体（１５０）の前記反対面（１５２）との連続的な表面を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のロータリーエンジン。

【請求項3】

前記ハウジング本体（１１０）は隘路（１９０）を含み、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに、前記第１回転体（１５０）の前記反対面（１５２）の領域が前記隘路（１９０）を通過するときに、前記第１回転室（１２０）の前記境界面（１２２）の領域と接触して、前記領域が前記隘路（１９０）内に配置され、
前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）は、前記第１回転体（１５０）の回転に応じて前記隘路（１９０）を通過するときに前記弁可動片穴部（２２０）に含まれる、
ことを特徴とする請求項２に記載のロータリーエンジン。

【請求項4】

前記エネルギー吸収室（１３０）は、第１通路（１９２）と第２通路（１９４）によって前記第１回転室（１２０）に接続され、これら第１通路（１９２）と第２通路（１９４）とは前記隘路（１９０）を取り囲んでおり、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに、前記作動気体（１９６）は、前記第１回転室（１２０）内の前記一方の作動室（Ａ）から前記第１通路（１９２）を通って前記エネルギー吸収室（１３０）に流れることができ、前記エネルギー吸収室（１３０）から前記第２通路（１９４）を通って前記第１回転室（１２０）内の２つの前記作動室のうち他方の作動室（Ｂ）に流れることができる、
ことを特徴とする請求項３に記載のロータリーエンジン。

【請求項5】

前記第２回転体（１６０）はシリンダ形の回転体（１６０）として構成されており、
当該第２回転体（１６０）は、前記エネルギー吸収室（１３０）内の前記作動気体（１９６）を貯蔵するための前記穴部（１６２、１６２ａ）を含み、この穴部によって、前記第１通路（１９２）を通って流れる前記作動気体（１９６）を吸収し、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに前記作動気体を前記第２通路（１９４）を通して放出する、
ことを特徴とする請求項４に記載のロータリーエンジン。

【請求項6】

前記第１回転体（１５０）が回転する際に前記第２回転体（１６０）が同じ向きに回転するように、前記第２回転体（１６０）は前記第１回転体（１５０）に駆動連結されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のロータリーエンジン。

【請求項7】

第３弁可動片（１７０）と第４弁可動片（１８０）とを備えた第２の一対の弁可動片をさらに含み、前記第２の一対の弁可動片は、前記一対の弁可動片である第１の一対の弁可動片と対向して回転自在に配置されており、前記第２の一対の弁可動片は、許容範囲内で前記第１の一対の弁可動片と同一であり、
前記第２回転体（１６０）は、前記作動気体（１９６）を含むための第２穴部（１６２、１６２ｂ）を備え、前記第２穴部は、前記第２回転体（１６０）の前記穴部である第１穴部（１６２、１６２ａ）と対向して配置されており、前記第２回転体（１６０）の長さに関してずれて配置されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のロータリーエンジン。

【請求項8】

前記エネルギー吸収室（１３０）は、前記第２回転体（１６０）の前記第１穴部と前記第２穴部のうちの少なくとも一方（１６２、１６２ａ、１６２ｂ）内に含まれる前記作動気体（１９６）に熱伝達させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項７に記載のロータリーエンジン。

【請求項9】

前記隘路（１９０）と対向して配置された第２隘路（５１０）をさらに含み、
前記第２隘路（５１０）は、前記ハウジング本体（１１０）における媒体放出開口部（５３０）と媒体注入開口部（５２０）との間に配置されており、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに、前記作動気体（１９６）の一部が前記媒体放出開口部（５３０）を通って前記ロータリーエンジン（５００）から出ると共に前記作動気体（１９６）が前記媒体注入開口部（５２０）を通って前記ロータリーエンジン（５００）に入り、
前記エネルギー吸収室（１３０）の前記穴部（１６２、１６２ａ、１６２ｂ）に燃料を注入するための燃料注入部（５４０）をさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のロータリーエンジン。

【請求項10】

前記隘路（１９０）と対向して配置された第２隘路（５１０）をさらに含み、
前記第２隘路（５１０）は、第３通路と第４通路との間に配置されており、前記第３通路は、熱排出装置の入力部として構成され、前記第４通路は、前記熱排出装置の出力部として構成されており、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに、前記作動気体の一部が前記第３通路を通って前記熱排出装置に入り、前記作動気体（１９６）の他の一部が前記第４通路を通って前記熱排出装置を出る、
ことを特徴とする請求項７に記載のロータリーエンジン。

【請求項11】

Ｕ状のパイプ（６１０）をさらに含み、
前記パイプ（６１０）の第１端部は前記エネルギー吸収室（１３０）に接続されており、その接続によって、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに、前記作動気体（１９６）の一部が前記第１回転体（１５０）の前記一方の作動室（Ａ）から前記第１通路（１９２）を通って前記第２回転体（１６０）の前記穴部（１６２、１６２ａ、１６２ｂ）のうちの１つを介して前記パイプ（６１０）に流れ、
前記パイプ（６１０）の第２端部は前記エネルギー吸収室（１３０）に接続されており、その接続によって、前記第１回転体（１５０）が回転しているときに、前記作動気体（１９６）の一部が前記パイプ（６１０）から前記第２回転体（１６０）の前記穴部（１６２、１６２ａ、１６２ｂ）のうちの１つを介し、前記第２通路（１９４）を通って前記第１回転室（１２０）内の前記他方の作動室（Ｂ）に流れる、
ことを特徴とする請求項７に記載のロータリーエンジン。

【請求項12】

前記パイプ（６１０）は、集光装置の焦線内に配置されている、
ことを特徴とする請求項１１に記載のロータリーエンジン。

【請求項13】

前記第２回転体（１６０）は、熱伝導率の低い材料から形成されている、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のロータリーエンジン。

【請求項14】

前記一対の弁可動片の前記第１弁可動片（１７０）と前記一対の弁可動片の前記第２弁可動片（１８０）との、前記第１回転体（１５０）の外周における間隔は、可能な程度に狭く設けられている、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のロータリーエンジン。

【請求項15】

前記第１回転体（１５０）はシリンダ形である、および／または、前記第２回転体（１６０）はシリンダ形である、
ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のロータリーエンジン。

【請求項16】

前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）は、耐摩耗性の材料からなる被覆剤を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載のロータリーエンジン。

【請求項17】

前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）は、三日月型をしており、前記第１弁可動片および前記第２弁可動片の端部のうちの１つに、前記第１回転体（１５０）に付着するための厚い部分を有する湾曲部を備えている、
ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載のロータリーエンジン。

【請求項18】

前記ハウジング本体（１１０）は、２つの部分ハウジング本体から形成されており、その２つの部分ハウジング本体を構成する第１部分ハウジング本体は前記第１回転室（１２０）を含み、第２部分ハウジング本体は前記エネルギー吸収室（１３０）を含み、前記第１部分ハウジング本体は、流体密封する状態で前記第２部分ハウジング本体に接続されている、
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のロータリーエンジン。

【請求項19】

前記第１回転体（１５０）を回転動作させるように構成された始動装置をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載のロータリーエンジン。

【請求項20】

前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）は、前記第１回転体（１５０）が停止しているときに、前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）が前記第１回転室（１２０）の前記境界面（１２２）と接触するように、前記第１弁可動片および前記第２弁可動片（１７０、１８０）を回転させるように構成されたばねを備えている、
ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項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、例えば、熱機関として使用され、あるいは、再生可能エネルギー源からエネルギーを作り出すために使用される、ロータリーエンジンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＥＰ１４０５９９６Ａ１は、熱力学的プロセスに基づいたロータリーエンジンを記載している。このロータリーエンジンは、図９に示している。発明者は、その利点として、現在まで知られている熱力学的機械と比べて、燃料効率がさらに高くロータリーエンジンの製造が簡単であることを挙げている。上述したロータリーエンジンでは、２つの回転体が逆向きに回転し、第１回転体が作動室内に配置され、第２回転体が圧縮室内に配置されている。

【0003】

作動媒体が、作動室内に位置する回転体によって圧縮室に供給されるが、圧縮室では作動媒体が作動室から離れて着火され、作動媒体が作動室に戻され、さらに圧縮室では作動媒体が膨張して作動室内の回転体を駆動させることで、動作する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記明細書に記載された機械の欠点は、スライドが、作動室と圧縮室とを密封するために双方の回転体の中に挿入されていることである。これらのスライドは、回転体が回転するときに、生じている遠心力のゆえに、ロータリーエンジンのハウジング１のハウジング内壁に対して外に向かって押圧され、これにより、媒体を圧縮できる。

【0005】

しかし、上記スライドには、磨耗（消耗；wear and tear）が多く生じ、ハウジング内壁に対するスライドの接触圧力およびそれ故に気密性は、回転体が回転しているときに生じる遠心力か、または、スライド部材と回転体との間に配置されたばね、にのみ基づいている。そのうちに、上記ばねは引張力を失い、その結果、作動室および圧縮室において漏れ（leak）が生じる。さらに欠点としては、２つの回転体が絶えず接触しながら反対方向に動いていることにより、回転体の摩擦がさらに上がり、その結果、磨耗（消耗）が多くなるか、あるいは、回転体の表面にコストのかかる磨耗度の低い材料を使用することになる、という点である。

【0006】

上述した従来技術に基づいて、本発明の目的は、気密性を上げることが可能であり、それによって、コンスタントな有効動力を持つ長寿命を実現可能なロータリーエンジンを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この目的は、請求項１に記載のようなロータリーエンジンによって達成される。
本発明の中核的なアイデアは、ロータリーエンジンは、第１回転体が回転しているときに、弁可動片が第１回転室の境界面と係合し、第１回転体に対して互いに反対方向に回転するように第１弁可動片と第２弁可動片とを含む一対の弁可動片が第１回転体に配置されることで、第１回転室内に位置する第１回転体と第２回転室内に位置する第２回転体との気密性を向上させる、ということに基づいている。弁可動片は、第１回転体が回転しているときに、第１回転室内に互いに区切られた２つの作動室を形成するように配置されている。第１回転体が動いている間、弁可動片は、遠心力によってハウジング本体の内壁にこのように押圧され、例えば作動室内において媒体が圧縮および膨張しているときに三日月形状になることにより、ハウジング内壁にさらに強く押圧され、その結果、気密性がさらに上がる。

【0008】

したがって、本発明の利点は、ロータリーエンジンの作動室内に含まれる媒体を動かすために弁可動片を使用することにより、媒体を圧縮または膨張しているときの気密性の改善が達成され、その結果、エンジンを効率化する要素が増加する、という点である。

【0009】

さらに、第１回転体上の弁可動片ブレードの回転可能な配置は、弁可動片が第１回転体とハウジング内壁との間隔に適応し続けることを可能とする。

【0010】

本発明の好ましい複数の実施形態について、以下により詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジンの平面図である。

【図2A】図２ａは、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジンの平面図である。

【図2B】図２ｂは、図２ａに示したロータリーエンジンの断面図である。

【図3A】図３ａは、本発明の一実施形態で用いられる回転室の断面図である。

【図3B】図３ｂは、本発明の一実施形態で用いられる回転室の断面図である。

【図4】図４は、ロータリーエンジンの動作モードを示すための、図２ａに示したロータリーエンジンの平面図である。

【図5A】図５ａは、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジンの平面図である。

【図5B】図５ｂは、図５ａに示したロータリーエンジンの断面図である。

【図6A】図６ａは、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジンの平面図である。

【図6B】図６ｂは、図６ａに示したロータリーエンジンのエネルギー吸収室の断面図である。

【図7】図７は、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジンにおける圧力曲線を示す線図である。

【図8】図８は、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジンの概略図である。

【図9】図９は、従来技術に係るロータリーエンジンの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明について図面を参照しながら以下により詳細に説明する前に、図中の同一の部材には同一または同様の参照符号を充てており、上記部材を繰り返し説明することはしないということを、述べておく。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジン１００を示している。図１に示すロータリーエンジン１００は、第１回転室１２０と第２回転室１３０とを備えたハウジング本体１１０を含んでいる。第１回転体１５０は、第１回転室１２０内に配置されている。第２回転体１６０は、第２回転室１３０内に配置されている。第１回転体１５０は、自身の中に回転自在に配置された第１弁可動片１７０および第２弁可動片１８０を含む一対の弁可動片を備えている。

【0014】

第１弁可動片１７０と第２弁可動片１８０との開口部は、反対方向を向いている。第１回転室１２０の境界面１２２からの間隔、すなわち、ハウジング本体の内壁と第１回転体１５０の反対面１５２との間隔は変化し、隘路（bottleneck）１９０が面１５２とハウジング内壁または第１回転室１２０の境界面１２２との間に形成されるようになっている。第１回転室１２０は、例えば第１通路１９２および第２通路１９４を介して、第２回転室１３０に接続されている。これらの通路は、隘路１９０に配置されている。第２回転室１３０内に配置された回転体１６０は、第２回転室１３０の境界面に封止接続されている。さらに、回転体１６０は、例えば１つまたは複数の穴部１６２を含んでいてもよい。気体などの媒体１９６が、第１回転室１２０および第２回転室１３０内に含まれていてもよい。

【0015】

弁可動片を、以下では、弁可動片ブレードまたは弁ブレードと呼ぶこともある。

【0016】

弁可動片１７０、１８０の双方は、隘路１９０と共に、第１回転室１２０内に２つの別々の作動室Ａ、Ｂを形成する。例えば、媒体１９６として空気を使用するが、当然ながら、他の任意の気体混合物を使用してもよい。例えば圧縮空気または電気始動機によって引き起こされる第１回転体１５０の回転のために、第１弁可動片１７０および第２弁可動片１８０は、第１回転体１５０から離れて回転し、これにより、ハウジング本体１１０のハウジング内壁および／または第１回転室１２０の境界面１２２と流体密封するように接触する。それゆえに、第１回転体１５０が回転しているときに、作動室Ａ内に含まれる空気は、第１弁可動片１７０によって圧縮される。弁可動片１７０の形状のために、作動室Ａ内の空気の圧縮は、第１弁可動片１７０に対して加えられる逆圧を上昇させ、それによって、第１回転室１２０の境界面１２２に対する第１弁可動片１７０の気密性はさらに上がる。

【0017】

隘路１９０は、空気を浸透させないか、あるいは、空気に対してほんの少ししか浸透性を有さないように構成されており、これにより、作動室Ａ内で圧縮された空気は、第１弁可動片１７０によって、通路１９２を通っておよび第２回転室１３０へ押し通される。第２回転室１３０内に配置された第２回転体１６０は、例えばはめ歯ベルトを使用して、第１回転体１５０に結合されていることが好ましく、これにより、第１回転体１５０の回転は、第２回転体１６０の回転を同じ向とし、両回転体の角速度は同一となる。

【0018】

第２回転体１６０を第２回転室１３０のハウジング内壁と流体密封接続しているので、第１弁可動片ブレード１７０によって圧縮されて作動室Ａから来る空気を、第２回転体１６０の穴部１６２にのみ移すことができる。圧縮空気を穴部１６２に移すことができるように、穴部１６２の開口部は、第１弁可動片ブレード１７０が通路１９２を通過する直前には通路１９２に面している。第１弁可動片ブレード１７０が通路１９２を通過している間、第２回転体１６０は、穴部１６２内に含まれる圧縮空気が穴部１６２の表面と第２回転室１３０の境界面との間にしっかりと封入されるようにすでに回転している。つまり、空気は通路１９２を介して第２回転室１３０へと逆流できない。

【0019】

穴部１６２内に封入され、圧力の上昇および体積の減少によって加熱された空気は、今や、例えば熱エネルギーなどのエネルギーを供給することによってさらに一段と加熱される。つまり、第２回転室１３０内の封入された空気は、この回転室１３０に供給される他のエネルギーを有していてもよい。したがって、第２回転室１３０は、エネルギー吸収室１３０とも呼ばれる。

【0020】

ここに示すロータリーエンジン１００の利点は、すでに知られている可能性のあるロータリーエンジンと比べて、第２回転体１６０の回転の少なくとも半分または半分よりも多くの回転が、エネルギー吸収室１３０および／または第２回転室１３０内のエネルギーの吸収に使用可能であるという点である。穴部１６２内に封入された空気に熱を放出するために、第２回転室１３０またはエネルギー吸収室１３０は、暖房装置を備えていてもよい。一定量の封入された空気に熱を供給することで、封入された空気の圧力はまた、熱力学的プロセスのゆえに上昇する。

【0021】

第２弁可動片ブレード１８０が通路１９４を通過すると、穴部１６２は、第２回転体１６０の回転のゆえに通路１９４に達する。非常に高い圧力下で穴部１６２内に封入された空気は、そのときに急に漏れる可能性があり、したがって、第２弁可動片ブレード１８０に圧力を加えることによって第１回転体１５０を動作させるように作用する。第１弁可動片ブレード１７０と向かい合ってその向きに配置された第２弁可動片ブレード１８０は、強く加圧されて漏れる空気によって、圧力の増加にさらされる。この空気は、第１弁可動片１７０から類推すると、ハウジング内壁または第１回転室１２０の境界面１２２に、この弁可動片ブレードの形状のゆえにさらに強い力でこの第２弁可動片ブレードを押圧する。これにより、その気密性はさらにもっと上昇する。気体の膨張および作動が、これにより第１回転室１２０の作動室Ｂ内において生じる。作動室Ｂ内の空気が膨張するので、空気は作動室Ａ内で自動的に圧縮され、その結果、循環プロセスが再び始まる。

【0022】

気密性の上昇と、このように現在まで知られているロータリーエンジンと比べた場合のロータリーエンジン１００の有効性および効率化する要素に加えて、回転体１５０、１６０の互いに向かい合った直接の接触を、第１回転室１２０から離して第２回転室１３０内に第２回転体１６０を配置することによって回避してもよい。その結果、回転体１５０、１６０のすり減りに起因する磨耗（消耗）を幾度も最小限に抑えることができ、したがって、回転体１５０、１６０の高価な対摩耗性の被覆剤を使用しなくてもよい。さらに、回転体１５０、１６０は、シリンダ形（円筒形；cylindrical）の回転体１５０、１６０として構成されていてもよい。これにより、これらの回転体は、実現可能性のある楕円形の形状をした回転体１５０、１６０と比べて、より安価に製造でき、不平衡ではないので回転体１５０、１６０の回転の振動をより抑えることができる。

【0023】

図１に示すロータリーエンジン１００は、このように、メンテナンスをあまり必要とせず、知られているロータリーエンジンよりもコストを低く抑えられ、とりわけ、向かい合う弁可動片１７０、１８０を使用することによって、その動作モードは、すでに知られているロータリーエンジンよりもより効率的である。

【0024】

他の実施形態では、第１回転体１５０は、さらに、弁可動片１７０、１８０を完全に含むための弁可動片穴部２５０を含んでいてもよい。上記弁可動片は、折り畳まれて第１回転体１５０に向かって内側へ回転するとき、第１回転体１５０の表面と共に完全な表面を形成する。

【0025】

ロータリーエンジン１００で示されている第２回転体１６０は穴部１６２を有しているが、他の複数の実施形態では、回転体１６０は、第２回転体１６０に互いに離れて分散された複数の穴部１６２を含むこともできる。

【0026】

図１に示す実施形態では、単一の一対の弁可動片が、第１回転体１５０において第１弁可動片１７０および第２弁可動片１８０として配置されているが、本発明の他の複数の実施形態では、複数対の弁可動片が第１回転体１５０に配置されていてもよい。第２回転体１６０に配置された複数の穴部１６２と組み合わせて、熱力学的循環プロセスが、したがって、２つの回転体１５０および１６０が回転している間に数回実行される場合がある。

【0027】

図１に示すロータリーエンジン１００は、中に第２回転体１６０が配置された単一の第２回転室１３０を含んでいるが、中に回転体１６０が配置された他の第２回転室１３０を含む他の複数の実施形態を使用してもよい。

【0028】

さらに、第２回転体１６０が熱伝導の低い材料から形成されることが好ましく、例えばここではセラミックが使用されてもよい、ということに言及するべきである。

【0029】

本発明の複数の実施形態では、一対の弁可動片の２つの弁可動片１７０、１８０の、第１回転体１５０の外周における間隔をできるだけ狭くする必要がある（例えば、３０°よりも狭く、または、１０°よりも狭く、または、２°よりもさらに狭くする）。さらに、第２回転体１６０の穴部１６２と第１通路１９２との接続を、第１弁可動片ブレード１７０が通路１９２を通過するときに終端させることが好ましく、これにより、可能な限り小型化を実現することができる。したがって、膨張の経路をできるだけ大きくするために、第２弁可動片ブレード１８０が第２通路１９４を通過した直後に、穴部１６２を通路１９４に接続することも好ましい。

【0030】

本発明の他の複数の実施形態では、第１回転体および／または第２回転体は、シリンダ形（円筒形；cylindrical）の回転体として構成されていてもよい。これにより、回転体の製造を簡略化し、したがって、ロータリーエンジン全体の製造コストを低減することができる。

【0031】

好ましくは、第１弁可動片１７０および第２弁可動片１８０は、耐摩耗性の高い被覆剤（例えばチタン）を有していてもよく、これにより、弁可動片の寿命周期が長くなり、メンテナンスにかかる費用を低減することができる。概して、潤滑剤を用いない適用例が想定される。

【0032】

第１回転室１２０の境界面１２２の方への弁可動片１７０、１８０の接触圧力をさらに上げるために、弁可動片１７０、１８０は、三日月形状に構成されていてもよい。例えば、弁可動片１７０、１８０に圧力が加えられる間、そのために境界面１２２に対するこれらの弁可動片の接触圧力がさらに上がり、したがって、よりいっそう高いレベルの気密性が得られる。

【0033】

図１に示すロータリーエンジン１００では、ハウジング本体１１０が１つの部分、例えば鋳造部分から形成されるが、他の実施形態では、ハウジング本体１１０は、回転室内に含まれる媒体１９６に関して流体密封するように相互接続された、いくつかの一部の（部分的な）ハウジング、例えば２つのハウジングを備えていてもよい。

【0034】

さらに、図１に示すロータリーエンジン１００は、始動装置（starter）を備えていてもよい。この始動装置は、第１回転体１５０およびそれに接続されている第２回転体１６０を動かすことができるものである。始動装置は、例えば自動車における内燃機関の始動装置と同様に、バッテリーを接続した電気始動機の原理に基づいていてもよい。

【0035】

また一方で、ロータリーエンジン１００が外部の圧縮空気貯蔵装置を備えていることも可能である。この貯蔵装置から、エンジンを始動するために、圧縮空気が第１回転室１２０に向かって導入され、これにより、エンジンが始動される。圧縮空気貯蔵装置内の高く圧縮された空気は、例えばロータリーエンジン１００の前の作動プロセスを介して、ロータリーエンジン１００によって圧縮空気貯蔵装置へと強制的に導入されてもよい。

【0036】

本発明の複数の実施形態は、さらに、弁可動片１７０、１８０に、弁可動片１７０、１８０を付勢するばねを含んでいてもよい。これにより、弁可動片１７０、１８０は、第１回転体１５０の停止時にできるだけ早く第１回転室１２０の境界面１２２と係合するようになる。

【0037】

他の複数の実施形態では、回転体１５０を備えた、弁ブレード１７０と弁ブレード１８０の長さは、回転体１５０の回転軸２４０の軸方向の長さと同じであってもよい。

【0038】

他の複数の実施形態では、弁可動片ブレード１７０、１８０が弁可動片穴部２２０によって回転体１５０に挿入されていてもよい。これにより、一方では、これらの弁可動片ブレードは、回転体１５０と、内部シリンダ形状、すなわち作動室１２０の境界面１２２との隘路１９０を、外部回転部の外形と共に完全なようにいかなる抵抗もなく通過でき、他方では、可動片ブレード１７０、１８０の自由端が、遠心力によって、または、ばね力の支持によって、シリンダ管ジャケット１１０の内部形状１２２の上を軽く動くように、これらの弁可動片ブレードは、回転部外周において旋回する。

【0039】

図２ａは、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジン２００の平面図である。

【0040】

図２ｂは、図２ａに示すロータリーエンジン２００の断面図である。ロータリーエンジン２００について、ここでは、その設計および動作モードに関して図２ａおよび図２ｂを参照して記載する。

【0041】

ここではシリンダ管ジャケット１１０として構成されているハウジング本体１１０は、偏心的に配置された第１回転体１５０と共に、第１回転室１２０を形成する。この第１回転室１２０は、ここでは端面において封止つば部２１０によって封止された穴部１２０として構成されている。この第１回転体１５０は、ここでは、シリンダ管ジャケット１１０のシリンダの内側１２２にほぼ接触して境を接しているので、直径が特により小さい回転体１５０として構成されている。以下で場合によっては作動室１２０とも呼ぶ穴部１２０は、順に、回転角を介して、弁可動片１７０、１８０によっていくつかの作動室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割される。これらの弁可動片１７０、１８０は、対で、鏡面反転するように配置され、ここでは弁可動片ブレード１７０、１８０として構成されている。

【0042】

上記弁可動片ブレード１７０、１８０は、弁可動片穴部２２０を用いて、回転体１５０に挿入される。これにより、一方では、これらの弁可動片ブレード１７０、１８０は、回転体１５０と、内部シリンダ形状、すなわち作動室１２０の境界面１２２との隘路１９０を、外部回転部の外形と共に完全なようにいかなる抵抗もなく通過でき、他方では、可動片ブレード１７０、１８０の自由端が、遠心力によって、または、ばね力の支持によって、シリンダ管ジャケット１１０の内部形状１２２の上を軽く動くように、これらの弁可動片ブレードは、回転部外周において旋回する。

【0043】

回転部が回転している間、絶え間なく変化するが非常に気密性の高い部分的な作動室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが、これらの中に含まれる媒体１９６用に形成される。ここで、媒体１９６は、（回転体１５０とシリンダ管ジャケット１１０と）の隘路１９０と、隘路１９０にそれぞれが面している弁可動片ブレード１７０、１８０との間で、作動気体１９６または気体混合物１９６として構成されている。隘路１９０から離れたところに向いた２つの弁可動片ブレード１７０、１８０間の空間は、上記原理の機能に対してはたいして重要ではない。

【0044】

好ましくは、できる限り隘路１９０に近接して、他の第２回転室１３０が配置されている。この回転室は、ここでは、シリンダ形（円筒形）の穴部１３０として構成されており、その直径は、シリンダ管ジャケット１１０よりも明らかに小さい。隘路１９０の両側では、シリンダ形の穴部１３０は、以下で開口部１９２、１９４とも呼ばれる、最適化された角度配置に形成されると共に作動室ＡおよびＢを含んだ細い通路１９２、１９４に接続されている。小さい穴部１３０は、ロータリーエンジン２００が動力装置（motor）であるならば、エネルギー吸収室１３０の機能を有し、ロータリーエンジン２００が一種の熱ポンプであるならば、エネルギー出力室１３０の機能を有している。

【0045】

小さい穴部を、以下では、エネルギー吸収室またはエネルギー出力室と呼ぶこともある。

【0046】

エネルギー吸収室１３０は、回転可能な第２回転体１６０を含んでいる。この第２回転体１６０は、十分に密封しており、ここでは、ボルト１６０として構成されており、特定の穴部１６２ａ、１６２ｂを備えている。これらの穴部１６２ａ、１６２ｂは、初めに、エネルギー吸収室１３０を２つの等しい半分に分割しており、エネルギー吸収室の半分のうちの１つを作動室１２０から隔て、適用例に応じて、回転体１５０との同期回転によって、もう一方の半分を部分作動室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのうちの１つに代わる代わる連結する。これにより、当該エネルギー吸収室の半分は、作動気体１９６によって満たされているか、あるいは、空である。

【0047】

１つのエネルギー吸収室の半分が作動室１２０から隔てられている段階の間においては、エネルギー吸収は、基本的に、圧縮された小空間内、すなわち穴部１６２ａ、１６２ｂ内で生じ、あるいは、エネルギー出力もまたそうである。エネルギー吸収は、例えばロータリーエンジン２００が動力装置（motor）として使用されるときに生じ、エネルギー出力は、例えばロータリーエンジン２００が熱ポンプとして使用されるときに生じる。

【0048】

基本的には、動力装置（motor）の原理は、任意の回転方向に作動することができる。詳述するために、反時計回りの動きを仮定する。

【0049】

回転体を、以下では略して回転部と呼ぶ。

【0050】

回転部１５０は、通路１９２と通路１９４との間の隘路１９０においてハウジング本体１１０にほぼ接するように、特定の穴部１２０を有するハウジング本体１１０内で旋回される。隘路１９０は、例えば下部隘路１９０として構成されていてもよい。充填した気体の交換および／または媒体１９６の交換が、ここでは動力装置（motor）として構成されているロータリーエンジン２００の構造の種類に応じて、動作モードに必要であるとき、この隘路１９０と向かい合って他の隘路を配置してもよい。すでに上述したように、回転部１５０は、その外周に、２つの向かい合う対の弁ブレード１７０、１８０を含んでいる。これらの弁ブレード１７０、１８０は、同一の形状をしており、互いに向かい合い、それぞれ、曲げられた厚い端部において、回転部１５０内にピボット軸受けを有し、遠心力によって、および／または、ばね仕掛けで、対の自由端によって穴部１２０の内面１２２に沿って滑るように動く。

【0051】

弁ブレード１７０と弁ブレード１８０とが回転部１５０において隣接し、上述のように弁可動片穴部２２０に向かって内側へ回転するとき、弁ブレード１７０、１８０は、回転部１５０と共に、閉じた丸い外形を形成する。弁ブレード１７０と弁ブレード１８０との長さは、回転体１５０の長さと共に、回転体１５０の回転軸２４０の軸方向の長さと同じである。回転軸２４０の軸方向において、穴部１２０は、いずれの場合にもつば部板２１０によって閉じている。回転部１５０が回転しているので、回転方向に応じて大きさを小さくするか大きくしている部分作動室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに区分けされている穴部または作動室１２０の細分化は、ここでは穴部表面１２２として構成されている外部境界面１２２に沿って滑動する弁ブレード１７０、１８０と共に、交互に形成される。

【0052】

部分作動室を、以下では略して部分室と呼んでもよい。

【0053】

大きさを縮小するので、例えば部分室Ａ内が圧縮され、その結果、部分室Ｂは膨張に用いられ、そのときに、上部隘路、すなわち隘路１９０と向かい合う隘路が存在しない場合には、部分室Ｃ、Ｄは、１つの共有する室を形成する。部分室ＣおよびＤ内に含まれる気体は、移動するだけである。

【0054】

ここで留意するべきは、他の実施形態では、第１隘路１９０は、ロータリーエンジン２００の軸方向の下の領域に配置された下部隘路１９０として構成されていてもよく、第１隘路１９０と向かい合う第２隘路は、ロータリーエンジン２００の軸方向の上部領域に配置された上部隘路として構成されていてもよいということである。

【0055】

上部隘路が求められる適用例では、上記上部隘路は、その周辺に配置された２つの外部開口部を有している。これらの開口部は、燃焼空気を（部分室Ｃから）例えば上部開口部を通って排出して、例えば下部開口部を通って（部分室Ｂに）外気を引き込むためのものである。部分室Ｃ、Ｄは、この場合、１つの共有する室を形成できない。

【0056】

図３ａおよび図３ｂは、例えばロータリーエンジン２００のエネルギー吸収室１３０として構成されていてもよい、本発明の一実施形態において使用するための回転室の断面図である。弁ボルト１６０とも呼ばれる回転可能なボルト１６０が装填された下方に配置されたシリンダ形（円筒形）の室１３０、すなわちエネルギー吸収室１３０への幅の狭い複数の通路１９２、１９４は、ロータリーエンジン２００の下部隘路１９０の非常に近くに配置されている。弁ボルト１６０は、例えば、図２ｂに示す鋸歯状のベルト駆動部２３０および鋸歯状のベルト２３２を介して回転部１５０と同調して回転し、さらに、反時計回り方向に回転している。

【0057】

上記適用例に応じて、弁ボルト１６０およびこのボルトを取り囲むシリンダ室またはエネルギー吸収室１３０は、体積が異なるように形成された穴部１６２ａ、１６２ｂを含んでいる。しかしながら、これらの穴部１６２ａ、１６２ｂは、ボルト１６０の長さに対して、例えば２つの同一の形に分けられているが、ボルト１６０の外周において互いに正確に向かい合って配置されている。

【0058】

すでに上述したように、２つのエネルギー室の半分が生じ、したがって、２つの圧縮周期、２つの膨張周期、および回転当たりの２つのエネルギー吸収周期も生じる。第１隘路１９０とは反対側の第２隘路を含む適用例では、例えば、２つの排気ガスを排出する周期および２つの外気取り入れ周期もある。エネルギー室の半分内でのエネルギー吸収周期における熱伝達を改善するために、エネルギー吸収室１３０は、図３ａにさらに示す溝穴部３１０を有していてもよい。これらの溝穴部３１０は、エネルギー吸収室１３０の熱伝導率をさらに高めるものである。特に、溝穴部３１０は、ボルト１６０の一部においてのみ外周と合っており、すなわち、ボルト１６０の全体の周りには伸びていない。

【0059】

図４は、ロータリーエンジン２００の動作モードを説明するための、図２ａに示すロータリーエンジン２００の平面図である。それぞれの穴部１６２ａが通路１９２を通過するとき、穴部１６２ａは、第１の一対の弁可動片の弁可動片ブレード１７０によって、部分室Ａからの圧縮空気で一杯に満たされる。弁ボルト１６０がさらに回転すると、穴部１６２ａは、部分室Ａから離れて、約半回転の間、（体積が一定の大きさである）封鎖室を形成する。続いて、この封鎖室へとエネルギーが取り込まれ、そのプロセスにおいて、非常に高い圧力が生じる。

【0060】

穴部１６２ａが通路１９４に到達するとき、一対の弁ブレード（この場合、第２の一対の弁ブレード）１７０、１８０を備えた回転部１５０が、回転方向において通路１９４の後方に配置される。高温の作動気体は、この穴部１６２ａから例えば作動室Ｂに流れて作用する。つまり、高圧のゆえに、高圧の作動気体は作動室１２０に逆流する。ここで、この気体は、第２の一対の弁可動片の弁ブレード１８０に圧力を加え、上記弁ブレード１８０は、回転部１５０に押し力を加え、動作を行う。同様に、この原理はまた、穴部１６２ｂに適用され、第２の一対の弁可動片の弁可動片ブレード１７０からの空気は、穴部１６２ｂに導入され、この空気は、第２の一対の弁可動片の弁可動片ブレード１８０に圧力を加える穴部１６２ｂから流出する。

【0061】

図２ａから図４に記載されたロータリーエンジン２００は、例えば、高温ガス動力装置（motor）または高温ガスエンジンとして構成されていてもよい。ここでは、エネルギー、すなわち例えば熱は、熱伝導によってエネルギー吸収室１３０を外部から加熱することによって、作動媒体１９６に供給されてもよい。（化石または再生可能な原料源から生じる）知られている燃料、または集光された太陽熱、原子力によって生じた熱、または、プロセス熱（廃熱）からのほぼ全ての実現可能な熱源を使用してもよい。この場合、作動室１２０およびエネルギー吸収室１３０内には、同じ作動気体１９６または作動媒体１９６が常に得られる。

【0062】

すでに知られている高温ガスエンジンと同様に、作動気体１９６は、エネルギー密度をさらに上げるためのより高い基準作動圧力を有していてもよい。最後に取り込まれる熱のエネルギー変換が生じることで、上記エネルギー吸収室１３０内の作動気体１９６の膨張圧力が明らかに上昇し、膨張作動室１２０を空にする間に機械的な動作が行われる。レシプロエンジンとは違って、レバー動作、圧縮力、回転角といったものは、ほぼ一定のレバー動作が膨張の開始時にできるだけ早く作用するように使用できるので、実質的にはより有効である。レシプロエンジンおよび内燃機関とは違って、作動室１２０が空にするときに、より少ない損失熱が失われるが、この損失熱は、循環プロセスにおいて保持される。

【0063】

したがって、エンジンまたはロータリーエンジンから最良の効率が得られるように、エンジンまたはロータリーエンジンに最適なように機械的に負荷をかける必要がある。ロータリーエンジンの外部ハウジングにおいて変換されない熱エネルギー量を、加熱に使用してもよい。記載した原理は、熱エネルギーが外側から熱交換器を介してエネルギー吸収室１３０内の作動気体媒体１９６に取り込まれるので、高温ガスエンジンと呼ばれる。しかし、この点において、この原理がさらにスターリングエンジンには決して関連していないということに、留意されたい。なぜなら、スターリングエンジンの場合とは違って、内部熱交換器がなく、相互作用するパワーシリンダもないからである。

【0064】

図５ａは、本発明の一実施形態にかかるロータリーエンジン５００の平面図である。ロータリーエンジン５００は、ここに記載される特定の実施形態において内燃機関として構成されている。ロータリーエンジン５００には、ロータリーエンジン２００と比べて、本質的な相違点がある。第１の相違点は、ロータリーエンジン５００が、第２隘路５１０を含んでいることである。この第２隘路５１０は、第１隘路１９０の反対側に配置され、気体注入開口部５２０および気体放出開口部５３０を有している。ロータリーエンジン５００とロータリーエンジン２００との第２の相違点は、ロータリーエンジン５００が、弁ボルト１６０の穴部１６２ａ、１６２ｂに燃料を注入するように構成された燃料注入部５４０を含んでいることである。ロータリーエンジン５００とロータリーエンジン２００との第３の本質的な相違点は、弁ボルト１６０内の穴部１６２ａ、１６２ｂの体積がより大きいが、エネルギー吸収室１３０のシリンダ表面（すなわち筐体の表面）に溝穴部が形成されていないことである。

【0065】

つまり、ロータリーエンジン５００は、揮発性または気体状の燃料がエネルギー室の半分の内部で燃え尽きる場合は、内燃機関として構成されていてもよい。上記燃料は、それぞれのエネルギー室の半分が作動室１２０から離れる段階において、測定された状態で取り込まれる。作動室の半分、すなわち部分作動室と、エネルギー室の半分との圧縮比率を適切に選択することによって、例えば点火プラグなどの着火手段を用いなくてもよい。（例えば非常に低いオクタン価の燃料を使用するときに）例えば知られている内燃機関に生じるノック問題を、ロータリーエンジン５００では上述の機能によって回避できる。

【0066】

作動室２２０内において、第１隘路１９０の反対側に配置された第２隘路５１０は、気体放出開口部５３０を通って除去される燃焼空気と、気体注入開口部５２０を通って取り入れられる外気とを分離するために用いられる。この第２隘路５１０の近傍に配置された、対応する空気放出開口部５３０および空気入口開口部５２０は、シリンダジャケット１１０か、またはつば部２１０内に配置されている。図５ａに示すロータリーエンジン５００では、空気が空気入口開口部５２０を介して引き込まれ、（回転方向において前に位置する）弁可動片１７０のうちの１つの弁可動片によって圧縮され、通路１９２を通って弁ボルト１６０の穴部１６２のうちの１つの穴部に強制的に導入される。引き込んだ外気または気体を圧縮している間、外気または気体の温度は、圧力の上昇および体積の減少によって上昇する。

【0067】

弁可動片１７０が通路１９２を通過するとき、圧縮された外気または気体は、弁ボルト１６０の穴部１６２内に含まれる。燃料供給部５４０を使用して、燃料がこの穴部１６２に注入される。この燃料は、圧縮された気体の温度が高いので、直ちに着火し、それによって、穴部１６２またはエネルギー室の半分内に、非常に高い圧力が生じる。弁可動片１８０のうちの１つの弁可動片（一対の弁可動片のうち回転方向において最後に通過する弁可動片）が、その後、通路１９４を通過する場合、回転部本体１５０と弁ボルト１６０とが対になっているので、穴部１６２は通路１９４に面している。非常に高い圧力下にある気体は、続いて、直ちに膨張し、それによって、弁可動片ブレード１８０に圧力を加え、動作を行い、したがって、回転部本体１５０を回転させる。弁可動片ブレードが三日月形状であるために、弁可動片ブレード１８０は、それに作用する圧力によって、作動室の外部境界面１２２に押しつけられ、それにより、その部分的な作動室の気密性を上げる。
弁可動片ブレード１８０が気体放出開口部５３０を通過するとき、膨張した気体または燃焼空気は、ロータリーエンジン５００から流出する。この周期は、その後再び始まる。

【0068】

内燃機関として図５ａおよび図５ｂに示すロータリーエンジン５００とともに、弁ボルト１６０内の穴部１６２が特に深く構成されているということに再度言及したい。したがって、燃焼は、規定の空間、すなわち穴部１６２内で起こる。

【0069】

したがって、示した原理に関して決定的に重要なのは、エネルギー吸収が、封鎖されている別々の空間内、例えば作動室１２０の外側にあるエネルギー吸収室１３０内で起こるということであり、回転部１５０の回転の半分の持続期間のほとんどのうちの長い期間を、このために利用できるということである。これらのことは、ガスエンジン、ツーストロークエンジンおよびディーゼルエンジンなどの、従来のタイプのピストンエンジンと比較した場合、決定的な利点である。これらのタイプでは、ほんのわずかな角度を、上死点中心前後のエネルギー発生に利用できる。したがって、燃焼結果は、不十分となる。このことはまた、特にワンケルエンジンにも適用され、そのワンケルエンジンでの燃焼作用は、特に、圧縮性が高い状況下での、表面積と空間との比率が非常に好ましくないということによって低下する。作動気体の表面は、基本的に、金属の表面と、ピストンと、シリンダの断面との接触によって形成される。金属に近接している空気であって封入された空気のこれらの領域が、金属の熱伝導率が高いために燃料に望ましい燃焼状態になっていないということが、理解できる。

【0070】

このことは、既述のエネルギー吸収室１３０とは異なっている。このエネルギー吸収室の空間と表面との比率は、弁回転部ボルト１６０内の穴部１６２の形状によってのみ一定に定まり、回転しているときには変化しない。他方、このボルト１６０は、セラミックなどの熱伝導率の低い（できるだけ小さい）材料から、容易に製造されることが好ましい。

【0071】

図６ａは、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジン６００の平面図である。図６ｂは、ロータリーエンジン６００のエネルギー吸収室１３０の断面図である。本実施形態では、ロータリーエンジン６００は、ソーラーエンジンとして構成されている。ロータリーエンジン６００の特徴は、ソーラーエンジンとしてのロータリーエンジンの適用例において、このロータリーエンジンが、内部断面が非常に小さいパイプ６１０へのエネルギー吸収室１３０の空間を拡張しているという点にある。好ましくはＵ状に湾曲した上記パイプ６１０の配置については、各Ｕ脚部は、放物面鏡の内側半分の焦線に配置されていてもよく、そのパイプ６１０は十分な表面領域に亘りソーラーエンジンの両側に対で広がっている。内部断面およびＵパイプ６１０の長さによって形成される空間、すなわち拡張されたエネルギー吸収室１３０は、ロータリーエンジンまたはエンジン６００の作動室１２０の大きさに伴い適切な圧縮比が形成されるようにサイズが定められていることが好ましい。他方では、パイプ６１０内の流体抵抗があまり高くならないことを保証することができる。そうでなければ、エネルギーの一部は、パイプ６１０すなわちエネルギー吸収室１３０を充填する間およびこれらを空にする間に失われてしまうからである。

【0072】

ロータリーエンジン６００では、弁ボルト１６０の穴部１６２の大きさは、第１回転体１５０が回転しているときに、圧縮された気体が穴部１６２を介して通路１９２を通ってＵ状の湾曲したパイプ６１０に直接流れるように、決定されている。そしてＵ状の湾曲したパイプ６１０内に含まれる気体は、例えばソーラーエネルギーによって加熱され、Ｕ状の湾曲したパイプ６１０内の圧力が上昇する。この大きく加圧された気体は、次に、弁可動片ブレード１８０が通路１９４を通過した後直ぐに、湾曲したＵパイプ６１０から穴部１６２および通路１９４を通って作動室１２０に逆流してもよく、そこで膨張し、それにより動作を行って、回転体１５０を駆動してもよい。

【0073】

図７は、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジン７００の、ある完全な回転中に存在する圧力を示す３つの線図である。そのデータを得るために使用するロータリーエンジン７００は、作動室１２０を４つの部分作動室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに細分化するための、２つの対の弁可動片を含んでいる。さらに、ロータリーエンジン７００に用いられる弁ボルト１６０は、互いに独立した２つの穴部１６２ａ、１６２ｂを含んでいる。これらの穴部１６２ａ、１６２ｂは、例えば図２ｂに示すように弁ボルト１６０の軸方向において異なる高さに配置されていてもよいし、あるいは、弁ボルト１６０の外周において弁ボルト１６０の全長まで伸びていると共に、互いに反対側に配置されていてもよい。図７に示す線図の横座標は、２つの回転体の位置を角度で表したものである。この線図の縦座標は、上の２つの部分では圧力を、下の部分では制御状態を示している。部分的な作動室Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの圧力曲線は、明瞭化のために、上の線図および中央の線図で細分化されている。下の線図は、穴部１６２ａまたは穴部１６２ｂが、通路１９２または１９４のどちらに接続されているかに関する情報を示している。

【0074】

段階Ｉでは、穴部１６２ｂは、通路１９４に接続されている。穴部１６２ｂ内に含まれる圧縮されて大きく加圧された気体は、急激に部分的な作動領域Ｂに抜け、そこで作用する。このことは、部分的な作動領域Ｂの圧力が初めに急に上昇し、次に下降しているので、明らかに認められる。

【0075】

段階IIでは、穴部１６２ｂは、通路１９２に接続されている。そして、弁可動片ブレード１７０は、気体を部分的な作動領域Ａ内で圧縮し、それを穴部１６２ｂに強制的に導入する。このことは、作動領域Ａ内の圧力が上昇しているので、明らかに認められる。

【0076】

段階ＩＩＩでは、穴部１６２ａは、通路１９４に接続されている。穴部１６２ａ内に含まれる加熱されて大きく加圧された気体は、通路１９４を通って、部分的な作動領域Ｄに、急激に抜ける。段階Ｉと同様に、このことは、気体が作用している間、部分作動領域Ｄにおいて圧力が上昇し、続いて圧力が下降しているので、明らかに認められる。気体が作用するのと同時に、段階IIにおいて穴部１６２ｂに強制的に導入された気体に、穴部１６２ｂ内でエネルギー、例えば熱が与えられる。これにより、穴部１６２ｂ内の圧力が上昇する。このことは、最も上の線図の点線から分かる。

【0077】

段階ＩＶでは、穴部１６２ａは、通路１９２に接続されている。気体が部分的な作動室Ｃ内で弁可動片ブレード１７０によって圧縮され、穴部１６２ａに強制的に導入される。このプロセスと同時に、室１６２ｂ内に含まれる気体は、エネルギー、例えば熱を与えられ続け、これにより、穴部１６２ｂ内の圧力がさらに上昇する。このことは、最も上の線図の点線から分かる。

【0078】

段階ＩＶの次に、再び段階Ｉが続く。段階ＩＩＩおよび段階ＩＶ中での穴部１６２ｂ内に含まれる気体へのエネルギー供給と同じことが、段階ＩおよびII中で穴部１６２ａ内に含まれる気体に対してなされる。このことは、最も上の線図と同様であり、中央の線図の点線から分かる。

【0079】

図８は、本発明の一実施形態に係るロータリーエンジン８００を示している。ロータリーエンジン８００は、ソーラーエンジンとして構成されている。ロータリーエンジン８００は、放物面鏡の半分８２０の焦点面に配置され、放物面鏡の半分８２０に入射する光の焦点がロータリーエンジン８００のエネルギー吸収室１３０に合うようになっている。熱吸収を改善するために、ハウジング本体１１０は、エネルギー吸収室１３０を取り囲む鋸歯状の表面輪郭８１０を有している。鋸歯状の表面輪郭形状８１０により、焦点が合った光が衝突する表面領域が明らかに増加し、したがって放物面鏡の半分８２０によって焦点の合った光からの熱吸収が改善されることによって、効率因子が改善される。

【0080】

上述したような、エネルギー吸収室１３０内に含まれる第２回転体１６０は、多数の穴部１６２を有していてもよく、これらの穴部は、第２回転体１６０の長さにわたって分散されているが相互接続されておらず、一方、第１回転室または回転空間１２０内に配置された、第１回転体１５０上に配置された弁可動片ブレード１７０、１８０の長さは、第１回転体１５０に沿って連続的に伸びる。ロータリーエンジン８００のハウジング本体１１０を取り囲む発生器８３０は、ロータリーエンジン８００内で生じる回転から、例えば電流および／または熱の状態でエネルギーを発生させてもよい。

【0081】

他の複数の実施形態では、ロータリーエンジン８００内で発生した熱は、さらなる使用に供するために、ハウジング本体１１０の例えば冷却ホースを介して消散してもよい。

【0082】

ロータリーエンジン８００の動作モードは、図２ａおよび図２ｂに記載したロータリーエンジン２００の動作モードと同じであり、エネルギー吸収室１３０（第２回転室）内のエネルギー吸収は、放物面鏡の半分８２０によって焦点の合った光によって生じる。焦点が合った光によって表面輪郭形状８１０に形成される熱は、穴部１６２内に含まれる媒体に移動し、この媒体を加熱することにより、上述したように穴部１６２内の圧力が上昇する。

【0083】

他の複数の実施形態は、ヒートポンプ（熱ポンプ）として構成されていてもよい。熱ポンプにおいては、生じている圧縮熱が、適切な熱交換器によって他の流れている媒体に移動してもよい。図５に示すロータリーエンジン５００の作動室１２０と同様に、作動室１２０には、向かい合う第２隘路が備えられている。この第２隘路は、エネルギーを吸収するために、作動気体を外部の熱交換器に送るためのものである。したがって、この原理を、熱ポンプまたは冷却システムとして使用してもよい。

【0084】

本発明の他の複数の実施形態は、得られた熱を加熱に使用するコンプレッサとして構成されていてもよい。

【0085】

他の複数の実施形態は、畜圧器を備えた圧縮空気機関として構成されていてもよい。圧縮空気機関は、例えばフォークリフト車に備えられてもよい。このフォークリフト車は、圧縮空気によって動作され、バッテリーを動力源としたものよりも動作時間が長いにもかかわらず、推進力が同一であり、ディーゼルエンジンまたはガスエンジンによって動作されるものと比べると必然的に排出がない。ここで、作動室１２０は、図５に示すロータリーエンジン５００の作動室１２０と同様に構成されていてもよい。

【0086】

エネルギー吸収室１３０は、動作が行われるときまたは、急速な減速が起こるときにのみ、作動室１２０と圧縮空気貯蔵器との間の弁として動作する。動作の段階中、圧縮の向きを、外気または依然として空のままの他の畜圧器へと変えてもよい。作動室の膨張した空気は、それにより、外気にのみ放出される。これは、ロータリーエンジン５００の場合の廃棄された気体に相当するものである。圧縮が障害であるならば、ロータリーエンジンを改良して、取入口側を封鎖して膨張作用を妨げるほどに大きな圧縮が生じないようにしてもよい。

【0087】

要約して述べると、本発明の複数の実施形態を、例えば高温ガスエンジン、内燃機関、ソーラーエンジン、熱ポンプ、コンプレッサ、圧縮空気機関、または、他のロータリーエンジンとして使用してもよい。

【0088】

内燃機関としての適用例については、弁ボルト内の穴部は、特に深く構成されている。したがって、ここでいう燃焼は、規定の空間内、すなわちエネルギー吸収室内で起こる。高温ガスエンジン、ソーラーエンジン、熱ポンプ、コンプレッサ、または、圧縮空気機関としての適用例に関して、弁ボルト内の穴部は、非常に平坦に設計されていてもよく、部分的にシリンダ型の室内の弁ボルトの周りに配置される溝状の穴部に充填する気体の向きを変えるためにのみ使用される。この室を構成する材料は、例えば高温ガスエンジンの場合はエネルギーが外側から取り込まれ、および／または、例えば熱ポンプの場合はエネルギーが外側へ消散されるので、優れた熱導体である必要がある。

【0089】

要約して述べれば、本発明の複数の実施形態では、媒体を圧縮するための弁可動片を使用するゆえに、および、弁可動片の特定の形状および構成のゆえに、より高いレベルの気密性が得られ、これらの弁可動片は、したがって、ほぼ一定のレバー動作のゆえに、現在まで知られているロータリーエンジンよりも高い効率因子を得ることができる。

【0090】

さらに、設計が基本的に簡素であり、部品数がわずかであるので、現在まで知られているロータリーエンジンよりもコストを著しく低減できる。

【0091】

さらに、他の複数の実施形態は、２つの回転体をいずれも接触させることなく、互いに別々の回転室におけるシリンダ型の回転体を用いるゆえに、より安価に製造でき、メンテナンスにかかる費用が低い。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】