特開 2024-25672 ロータリーピストンエンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024025672

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】ロータリーピストンエンジン

(51)【国際特許分類】

   F02B 55/10 20060101AFI20240216BHJP

   F02B 55/08 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

F02B55/10

F02B55/08 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023113603

(22)【出願日】2023-07-11

(31)【優先権主張番号】10 2022 120 392.1

(32)【優先日】2022-08-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(71)【出願人】

【識別番号】523263430

【氏名又は名称】ビンケルマン バンケル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(74)【代理人】

【識別番号】100211177

【弁理士】

【氏名又は名称】赤木 啓二

(72)【発明者】

【氏名】ボルフガング バイヤー

(57)【要約】

【課題】従来技術の欠点を解消し、冷却媒体への良好な熱放散を有するロータリーピストンエンジンを提供すること。
【解決手段】ケーシング１と、ケーシング内で回転するロータリーピストンとを有するロータリーピストンエンジンであって、ケーシング１は回転するロータリーピストンを囲むケーシング壁１１を備え、ケーシング壁１１には冷却媒体を流すための空洞１２が配置され、点火プラグ用のインサートブッシュ２は空洞１２を通ってケーシング壁１１内に配置され、インサートブッシュ２は空洞１２を通って流れる冷却媒体と直接接触するように配置される、ロータリーピストンエンジン。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケーシング（１）と、前記ケーシング内で回転するロータリーピストンとを有するロータリーピストンエンジンであって、
前記ケーシング（１）は回転する前記ロータリーピストンを囲むケーシング壁（１１）を備え、
前記ケーシング壁（１１）には冷却媒体が流れるように空洞（１２）が配置され、点火プラグのためのインサートブッシュ（２）が前記空洞（１２）を通って前記ケーシング壁（１１）内に配置され、
前記インサートブッシュ（２）は前記空洞（１２）を通って流れる冷却媒体と直接接触するように配置される、ロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項2】

前記インサートブッシュ（２）は、高い熱伝導率を有する材料、特に銅合金で作られている、請求項１に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項3】

前記インサートブッシュ（２）は、前記ケーシング壁（１１）の内側と外側との間の長さに対応する長さを有する、請求項１または２に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項4】

前記インサートブッシュ（２）は、少なくとも１つの周方向突出部（２１）を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項5】

前記少なくとも１つの周方向突出部（２１）は、設置状態において、前記空洞（１２）の領域に配置されている、請求項４に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項6】

前記インサートブッシュ（２）は、周方向の凹部（２２）を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項7】

前記凹部（２２）は、設置状態において、前記ケーシング壁（１１）と接触して、シール要素（２２１）を受け入れるための周方向開口部を形成する、請求項６に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項8】

前記インサートブッシュ（２）は、少なくとも外周上の部分において、気密に前記ケーシング内に固定される大きさおよび形状の直径を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【請求項9】

前記インサートブッシュ（２）が、少なくとも外周上の部分にねじ山を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載のロータリーピストンエンジン（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、独立請求項に記載のロータリーピストンエンジンに関する。

【0002】

本発明は、ヴァンケル型ロータリーピストンエンジン（Wankel rotary piston engines）などの内燃機関の４ストローク原理に従って動作するロータリーピストンエンジンの技術分野に関する。

【背景技術】

【0003】

ロータリーピストンエンジンでは、三角形のロータリーピストンがケーシング内で回転する。（アーチ形三角形の）ロータリーピストンは３つの平坦な円形状アークからなり、回転しながら二重アーチ形ケーシング壁に常に接触する。ケーシングは入口および出口と、１つまたは複数のスパークプラグとを含み、入口、出口、およびスパークプラグは、所定の位置にあるロータリーピストンがそれぞれの室容積を入口、出口、およびスパークプラグで分離するように別々に配置される。

【0004】

入口及び出口は燃焼室から物理的に分離されているので、ヴァンケル型エンジンは水素によって駆動されるのに非常に適している。水素が燃料として使用される場合、不都合な形状の燃焼室による不完全燃焼の欠点さえも、排出される未燃焼燃料が環境に無害であるため、重要ではない。自動車の駆動システムの化石燃料からの転換の過程で、燃料としての水素の使用がますます関心を集めている。

【0005】

ロータリーピストンエンジンでは、動力行程が常に同じ点で行われることが問題であり、そのため、空間的および時間的に定常状態のホットゾーンおよびコールドゾーンを有する定常状態の温度分布が生成される。特に高い負荷は、回転毎に点火が行われるという事実から生じ、その結果、往復４ストロークエンジンと比較して、対応して高い熱負荷を有する高い点火シーケンスが生じる。

【0006】

ケーシングおよびロータリーピストンは、通常、冷却剤によって冷却される。西独国特許出願公開第２３６４６２５号明細書（特許文献１）は、スパークプラグが冷却剤チャネル内に連続して配置されているロータリーピストンエンジン用の液冷ケーシングを記載している。冷却剤チャネルは、スパークプラグの間を延びて、スパークプラグの領域で発生した熱を適切に放散する。スパークプラグは、ケーシング内に別体のブッシュ形状のインサートにねじ込まれる。

【0007】

点火プラグの領域内のケーシング内のインサートは、西独国特許出願公開第１５７６２０５号明細書（特許文献２）からも知られている。ここに示されるインサートは、点火プラグが配置される予備室を燃焼室から分離するチャネルを備えている。チャネルは点火プラグによって点火される流体のための入口チャネルとして機能し、それによって、改善された燃焼が実現される。このような入口チャネルは西独国特許出願公開第２２０４５６０号明細書（特許文献３）にも記載されている。

【0008】

西独国特許出願公開第２１５８７０８号明細書（特許文献４）は、ロータリーエンジンにおけるスパークプラグの領域において、高い熱伝導率を有する材料の使用を提供する。銅のピンが冷却剤チャネルに突き出して、熱を直接放散させることができる。

【0009】

これらの解決策は、ロータリーピストンエンジンにおけるスパークプラグの領域におけるエンジンケーシングの材料疲労または摩耗および破損の基本的な問題を十分に解決していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】西独国特許出願公開第２３６４６２５号明細書

【特許文献2】西独国特許出願公開第１５７６２０５号明細書

【特許文献3】西独国特許出願公開第２２０４５６０号明細書

【特許文献4】西独国特許出願公開第２１５８７０８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の目的は従来技術の欠点を解消し、冷却媒体への良好な熱放散を有するロータリーピストンエンジンを提供することである。

【0012】

上記目的は、独立請求項による本発明によって達成される。本発明の有利な態様は、それぞれの下位請求項の主題を構成する。

【0013】

本発明は、ケーシングと、ケーシング内で回転するロータリーピストンとを有するロータリーピストンエンジンを包含する。ケーシングは、回転するロータリーピストンを囲むケーシング壁を備える。冷却媒体が流れるための空洞がケーシング壁に配置されている。点火プラグのためのインサートブッシュが、ケーシング壁内の空洞を通って配置される。インサートブッシュは、空洞を通って流れる冷却媒体と直接接触するように配置される。インサートブッシュを冷却媒体と直接接触させることによって、熱放出が最適化され、ロータリーピストンエンジンにおけるスパークプラグの領域におけるエンジンケーシングの材料疲労または摩耗および破損が著しく低減される。

【0014】

有利な態様によれば、インサートブッシュは、高い熱伝導率を有する材料から作製される。そのような材料の例は銅合金である。

【0015】

有利には、インサートブッシュがケーシング壁の内側と外側との間の長さに対応する長さを有する。したがって、インサートブッシュは、ケーシングの内壁および外壁と同一平面上に設置することができる。

【0016】

好ましくは、インサートブッシュが少なくとも１つの周方向突出部を有する。周方向突出部は、冷却媒体と接触する表面積を増大させる。いくつかの突起は、冷却フィンの様式で並列に配置されてもよい。

【0017】

好ましくは、少なくとも１つの周方向突出部が設置状態において、空洞の領域内に完全に配置される。これにより、効率的な放熱が保証される。

【0018】

好ましくは、インサートブッシュが周方向凹部を有する。周方向凹部は、ケーシングの外壁に当接する端部セクションに配置することができる。

【0019】

有利には、凹部が設置状態において、シール要素を受け入れるための周方向開口部を形成するようにケーシング壁と接触する。このようにして、弾性シール要素のための閉鎖空間を形成することができる。

【0020】

特に好ましくは、インサートブッシュが少なくとも外周上の部分において、ケーシング内に気密に、特に圧入によって固定されるサイズおよび形状の直径を有する。この目的のために、外周におけるインサートブッシュの直径は、ケーシング内の凹部よりも大きくてもよい。

【0021】

好ましくは、インサートブッシュが少なくとも部分的に外周上にねじ山を有する。ねじ山を使用して、インサートブッシュをロータリーエンジンのケーシングにねじ込むことができる。

【0022】

本発明は、図面に示された実施例を参照して以下にさらに説明される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】図１は、本発明の例示的な実施形態によるロータリーエンジンのケーシングの断面図である。

【図2】図２は、図１のロータリーエンジン用インサートブッシュ付スパークプラグの側面から見た断面図である。

【図3】図３は、図１のロータリーエンジン用インサートブッシュを備えたスパークプラグの領域を外側から更に見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

図１は、本発明の例示的な実施形態によるロータリーエンジン用のケーシングの完了断面を示す。ロータリーピストンエンジンは、例えばヴァンケル型ロータリーピストンエンジンから知られているロータリーピストン（図示せず）が回転するケーシング１を備える。

【0025】

ケーシング１は、回転するロータリーピストンを囲むケーシング壁１１を有する。ケーシング壁１１内には、冷却媒体を流通させるための冷却チャネル１２の形態の空洞が冷却剤入口１２２と冷却剤出口１２１との間に配置されている。冷却チャネル１２は図３から分かるように、所定の幅を有する。

【0026】

ケーシングの外壁と内壁との間の空洞１２を通って延びるインサートブッシュ２は、ケーシング壁１１内に配置され、その各々に点火プラグ２１がねじ込まれる。

【0027】

図示の例では図２の断面図と同様に、インサートブッシュ２は冷却媒体に直接接触するように配置されている。この目的のために、インサートブッシュは、（ほぼ中央に位置する）セクションが通過する冷却媒体と直接接触するように、空洞１２を通してねじ込まれるか、または押圧される。

【0028】

図示の例では、冷却チャネルを形成する空洞１２には部分的に中断されたリブが設けられている。

【0029】

ケーシング１の断面を図２に示す。横切り抜きは、点火プラグ（図示せず）を受け入れるためのインサートブッシュ２の領域を示す。

【0030】

ケーシング１には、冷却媒体を流通させるための空洞１２が冷却チャネルとして形成されている。ケーシング壁１１には、空洞１２を介して点火プラグ用のインサートブッシュ２が配置されている。インサートブッシュ２は空洞１２の全高にわたって冷却媒体と接触することができるように、冷却チャネルを上面から下に完全に通過する。

【0031】

インサートブッシュ２は、熱伝導率の高い銅合金からなる。インサートブッシュ２は、ケーシング壁１１の内側と外側との間の長さに相当する長さを有する。

【0032】

インサートブッシュ２は、周方向突出部２１を有する。周方向突出部２１は設置状態では空洞１２の領域にあり、接触面を増大させる。

【0033】

上端部において、インサートブッシュ２は、周方向凹部２２を有する。図示の設置状態では、凹部２２が全高にわたってケーシング壁１１と接触し、シール要素２２１を受け入れるための周方向開口部を形成する。

【0034】

下側領域では、インサートブッシュ２がねじ山２３によって着座され、この目的のために、点火圧力に対して気密シールを達成するために、ケーシング１１の開口部に対応する直径を有する外周を有する。

【0035】

図３は、図１からのロータリーエンジンのためのインサートブッシュを有するスパークプラグの領域の、外側からの、または空洞１２を通る水平断面におけるさらなる図を示す。空洞は、ケーシングの側部（上面／下面）によって境界付けられる。

【0036】

ケーシング壁１１には、冷却媒体が周方向に冷却チャネル状に流れるように空洞１２が形成されている。ケーシング壁１１には、空洞１２を介して点火プラグ２１用のインサートブッシュ２が配置されている。インサートブッシュ２は空洞１２の全高にわたってインサートブッシュ２が冷却媒体と接触することができるように、冷却チャネルを完全に通過し、そのため、図３では、インサートブッシュ２および点火プラグ２１が図示されている。

【図1】

【図2】

【図3】