ウェーブディスクエンジン

波ディスクエンジンまたは波ディスク発電機は、ミシガン州立大学とワルシャワ工科大学で開発されているピストンレス回転エンジンの一種です。このエンジンは、湾曲したブレードを備えた回転ディスクを備えています。燃料と空気がエンジンに入ると、ディスクの回転によって衝撃波が発生し、混合気が圧縮されます。点火されると、燃焼混合気が膨張し、ブレードを押して回転させます。ディスク自体の回転によって、吸気ポートと排気ポートが開閉します。^{[ 1 ]} 提案されたコンセプトは、ラジアル内燃波ローターと呼ばれていました。

波動回転装置は、衝撃波を利用して高エネルギー流体から低エネルギー流体へエネルギーを伝達し、それによって低エネルギー流体の温度と圧力の両方を上昇させる（圧力波発生装置または圧力交換器とも呼ばれる）。

すべての熱機関と同様に、波ディスクエンジンの効率は高温側と低温側の温度差によって決まります（カルノーの定理を参照）。従来のピストンエンジン（往復動エンジン）と比較すると、波ディスクエンジンはより高い最高温度で動作するため、理論的には効率が高くなります。また、冷却システムなしで動作するため、軽量化にもつながります。タービンベースのシステムと比較すると、波ディスクエンジンの回転速度とローターブレードの温度は低く、材料にかかるストレスが少なく、結果として材料に対する要求も少なくなり、製造コストとメンテナンスコストが安くなります。^{[ 2 ]}

従来の波動回転機は主に軸流式であり、高温圧縮空気をタービンに戻す掃気 プロセスが複雑であった。波動ディスクエンジンは、遠心力を利用して掃気を行う、半径方向および周方向の流れを採用している。湾曲した流路は、直線流路に比べて同じディスク直径でも長いため、波の伝播時間を適切に調整できる。

ウェーブディスクエンジンは、従来の内燃機関設計と比較してエネルギー効率が向上し、軽量化も可能になる可能性がある。ハイブリッド車のバッテリー充電への応用が考えられ、これにより重量を約1,000ポンド（450kg ）削減できる可能性がある。^{[ 3 ] [ 1 ]}従来のピストンエンジンと同等のものと比較して、最大60%効率が高く、30%軽量で、製造コストが30%安く、排出量を90%削減できると期待されている。^{[ 4 ]} 

ミシガン州立大学とワルシャワ工科大学の研究者らは、プラグインハイブリッド電気自動車の現在のバックアップ発電機技術に取って代わる可能性のある波ディスクエンジンと発電機のプロトタイプを持っていると主張している。^{[ 5 ]} 研究チームは機械工学准教授のノルベルト・ミュラーが率いており、米国エネルギー省のARPA -Eプログラムから250万ドルの資金提供を受けている。ミュラーのチームは、2011年末までに車両サイズの25キロワット（33馬力）の波ディスクエンジン/発電機を完成させたいと考えていた。^{[ 6 ] [ 7 ]} 2013年1月現在、このプロジェクトは技術の商業化を検討している。^{[ 8 ]}研究は2017年にコロンビア大学で継続され^{[ 9 ]}、2012年にはミシガン州立大学で継続された。 ^{[ 10 ]}

• ターボシャフト

• 波動ディスク型マイクロエンジンの概念に関する数値解析 - 国際ガスタービン・推進・動力システム誌、2008年12月、第2巻、第1号
• 衝撃波エンジン：波動ディスクエンジン、ARPA-Eサイト（ミシガン州立大学、米国エネルギー省）
• ディレクトリ:Wave Disk Engine、PESWiki
• 教員との対談：ノルベルト・ミュラーのYouTubeチャンネル
• reWorking MichiganがYouTubeで動作プロトタイプを実演する動画を公開
• 波動回転子技術とその応用に関するレビュー AkbariおよびNalim、パデュー大学工学部機械工学科、インディアナ州インディアナポリス、米国。Journal of Engineering for Gas Turbines and Power誌、2006年10月号、第128巻/719ページに掲載。2012年3月閲覧。