JPH0140201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動作コンパートメントを限定してい
る往復動するフラツプ・ピストンを収容した複数
のチヤンバーが形成されているローターを備えた
回転ピストン機械に関する。このようなピストン
機械を膨脹タイプの機械（モーター）またはコン
プレツサー・タイプの機械として使用することが
可能である。

ローターに形成された複数のチヤンバーがそれ
ぞれ動作コンパートメントを限定していて、フラ
ツプ・シヤフトのまわりで往復動するフラツプ・
ピストンを包有しており、前記動作コンパートメ
ントの容積がフラツプ・ピストンの移動により周
期的に増減するように構成されたローターを備え
た回転式燃焼機関はドイツ特許第2344460号より
公知である。この公知の回転ピストン機械におい
ては、チヤンバーの中で移動するフラツプ・ピス
トンはチヤンバーを動作コンパートメントとエン
ジンの性能に関与しない非動作コンパーメントに
分割している。このため、従来の回転ピストン機
械が占有する容積は大きく、しかもエンジンの性
能が低い。さらに、ステーターの中のローターの
ほか、入口側と出口側の通路と開孔を軸方向に設
けなければならない。なぜなら、動作コンパート
メントとローターの外周との間に半径方向の接続
系が用意されていないからである。このため、動
作コンパートメントの端壁に開口を設けなければ
ならないので、ガス交換系の漏れ止めと正確な制
御の構成が複雑になる。

本発明の目的は、性能対容積または性能対重量
の関係にすぐれ、しかも高能率で運転される回転
ピストン機械を提供することである。

本発明によれば、２つの隣接したフラツプ・ピ
ストンが互に逆位相の関係で往復動するように取
り付けられていて、ドイツ特許第2344460号と異
なり、約120゜の角度範囲にわたつて延在したピス
トン・チヤンバーの中に２つの動作コンパーメン
トが形成されている。したがつて、フラツプ・ピ
ストンのうしろにある非動作スペースが使用され
ないままとなることはない。フラツプ・ピストン
は複数タイプであつて、それぞれ２つの異なつた
動作を同時に行う。フラツプ・ピストンの一方の
側が動作コンパートメントの中でガスを圧縮する
間、フラツプ・ピストンの他方の側は隣接した動
作コンパートメントからガスを押し出す。ロータ
ーの外周で２つの隣接したピストン・チヤンバー
の２つの隣接した動作コンパートメントに出口ス
ロツトと入口スロツトが設けられている。これに
より２つの隣接したフラツプ・ピストンを逆動作
させることが可能であつて、慣性力の釣り合いを
はかることができる。

本発明の回転ピストン機械をコンパクトで能率
のよい油圧モーターまたは油圧ポンプとして設計
することができる。封止しなければならないピス
トンとスロツトと開口のエツジは相対的に短いの
で、動作コンパーメントを封止する問題を軽減す
ることができる。さらに、フラツプ・ピストンを
往復動させるために必要な歯車はローターの内側
で同軸的に配置されているから、機械全体を非常
にコンパクトに設計することができる。同時に、
歯車とフラツプ・ピストンを潤滑する問題を簡単
な手段を使用することにより解決することができ
る。

以下、本発明の一実施例を図解した添付図面を
参照しながら本発明を詳細に説明する。

図示の回転ピストン機械はコンプレツサー・タ
イプのものであるが、入口と出口を取換えること
により膨脹エンジンとして使用することもでき
る。さらに、本機械の一方の半分をコンプレツサ
ーとして使用し、他方の半分を膨張エンジン（モ
ーター）として使用することもできる。

本機械は端壁１１と１２により閉止された円筒
状の本体１０を備えており、コンプレツサーとし
て本機械を使用する場合、回転シヤフト１３は端
壁１１の開口から突出して、駆動手段に接続され
ている。潤滑油を供給し、排出する２つの同軸の
チユーブ５０と１４は他方の端壁１２から延在し
ている。

本体１０は脚１５上に載置されている。本体１
０の外周面上に圧縮すべき流体を供給する入口１
６が設けられており、圧縮された流体は外側チユ
ーブ１９により互に接続された２つの出口１７と
１８から排出される。前記チユーブ１９は主出口
ポート２０まで延設されている。

本体１０はチユーブ５０と１４が付設されたス
テーター２１の一部分を構成している。チユーブ
５０はローター２２の内側まで延在していて、該
ローター２２の内側で遊星歯車機構の太陽歯車を
構成しいる噛み合い歯２３を担持している。ロー
ター２２はチユーブ５０上に取り付けられたスラ
スト・ベアリング２４，２５とニードル・ベアリ
ング２６，２７を介して回転可能に支承されてい
る。

ローター２２は環状本体２８より成り、該環状
本体２８はいくつかの構成要素を備えているとと
もに、本体１０の内側でローター・シヤフト１３
のフランジ２９に接続されている。外周上に均等
に分散配置された１２のＶ字状チヤンバー３０が
前記環状本体２８に形成されており、前記Ｖ字状
チヤンバー３０はそれぞれ、約90゜の角度をもつ
た扇形の室を形成している。各チヤンバー３０の
内端にフラツプ・シヤフト３１が軸支されてお
り、該フラツプ・シヤフト３１よりフラツプ・ピ
ストン３２が半径方向に突設されている。フラツ
プ・ピストン３２は、フラツプ・シヤフト３１の
軸のまわりで回動するようにされたフラツトなデ
イスクにより構成されていて、Ｖ字状チヤンバー
３０の中で一方の壁と他方の壁との間で往復動す
るよう取り付けられている。Ｖ字状チヤンバー３
０はそれぞれ、円形の形状を呈していて、すべて
の位置で該当したフラツプ・シヤフト３１から等
距離離れている壁３３により限定されている。フ
ラツプ・ピストン３２の外端は前記壁３３に沿つ
て摺動する。したがつて、環状本体２８は半径方
向に対称形に末広がりに広がつているＶ字状チヤ
ンバー３０のクラウンを形成している。フラツ
プ・シヤフト３１とフラツプ・ピストン３２は接
続ロツド３４により往復動させることができる。
接続ロツド３６を担持している偏心スタブ・シヤ
フト３５はフラツプ・シヤフト３１の両端から突
設されている。接続ロツド３６の他方の端部はス
タブ・シヤフト３７上に位置ぎめされており、該
スタブ・シヤフト３７は遊星歯車３９のシヤフト
３８から偏心した状態で突設されている。各フラ
ツプ・シヤフト３１に遊星歯車３９が１つ設けら
れており、該遊星歯車３９は、フラツプ・シヤフ
ト３１と、チユーブ５０と一体に形成された太陽
歯車４０との間でローターの中に取り付けられて
いる。遊星歯車３９は太陽歯車４０の歯２３と噛
み合つている。太陽歯車４０と遊星歯車３９の歯
数の比は２：１である。ここで、Ｚはフラツプ・
ピストンの数の半分の数を表わしており、たとえ
ば、図示の実施例の場合は６である。遊星歯車３
９はローター２２の回転と同期状態でフラツプ・
ピストン３２の移動を制御するものである。

第３図を見ればよく判るように、２つの隣接し
たフラツプ・ピストン３２はつねに互に逆位相を
なして駆動されている。たとえば、一方のフラツ
プ・ピストンがＶ字状チヤンバーの左端に到達し
たとき、隣接したフラツプ・ピストンはＶ字状チ
ヤンバーの右端に接面している。

遊星歯車３９が太陽歯車４０の歯２３に沿つて
連続的に転動することによりフラツプ・ピストン
３２は往復動する。したがつて、遊星歯車３９が
回転すると、接続ロツド３４を介してフラツプ・
ピストンが往復動する。

Ｖ字状チヤンバー３０の壁３３は、ローター２
２の他方の要素といつしよに回転する環状ジヤケ
ツト４１を形成している。ローター２２の外側の
境界を限定している前記環状ジヤケツト４１は漏
洩が生じないよう本体１０により取り囲まれてい
る。本体はＺ個の入口チヤンバーＡ，Ｃ，ＤとＺ
個の出口チヤンバーＢ，Ｄ，Ｅを備えていて、こ
れらの入口チヤンバーと出口チヤンバーは本体の
外周のまわりで１つおきに分散配置されている。
入口チヤンバーと出口チヤンバーの半径方向内壁
に窓穴４２が設けられている。ローター２２が回
転するに判なつて窓穴４２を通過するそれぞれ対
をなす隣接した入口チヤンバーと出口チヤンバー
はＶ字状チヤンバー３０と協働して１つの独立し
たコンプレツサー・ユニツトを形成している。コ
ンプレツサー・ユニツトは個々に動作するように
してもよく、あるいはグループをなして動作する
ようにしてもよい。さらに、いくつかのコンプレ
ツサー・ユニツトを直列に接続することも可能で
ある。第２図に示されている実施列においては、
２つの類似した２段コンプレツサー・ユニツトは
並列に接続された入口チヤンバーならびに並列に
接続された出口チヤンバーと組み合わされてい
る。

第１段の入口チヤンバーＡとＣは入口１６と接
続されている。チヤンバーＤは２つの第１段の出
口チヤンバーであつて、各コンプレツサー・ユニ
ツトの第２段を入口として機能するとともに、第
１段の２つの他の出口チヤンバーＢに接続されて
いる。２つの第２段の出口チヤンバーＥは外設チ
ユーブ１９を介して主出口ポート２０と接続され
ている。上述の接続は第２図は部分的に示されて
おり、またチヤンバー形状は第１図からは部分的
に理解することができる。第１図は、曲がりくね
つた隔壁線を画いているチヤンバー間の溶接シー
ム４５を示している。チヤンバーＡとＢとＣとＥ
はそれぞれ円周のうち30゜の領域にわたつて延在
しており、角度的な延在量はＶ字状チヤンバー３
０の延在量に等しい。チヤンバーＤの角度的な延
在量はその他のチヤンバーの延在量の倍の角度、
すなわち、60゜である。

隣接したチヤンバー３０は半径方向外側に向か
つて傾斜した壁４３により分離されている。しか
し、隣接したチヤンバー３０は壁４３の端部で連
絡している。ジヤケツト４１を連接する領域にそ
れぞれ半径方向にスロツト穴４４が形成されてい
て、該スロツト穴４４が窓穴４２に沿つて移動す
ることにより、動作チヤンバー３０をすべての入
口チヤンバーと出口チヤンバーＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅに接続する。

第２図を見ればよく判るように、潤滑油が入口
金具５０′を通つて供給されて、パイプ５０の内
部を通つてピストン機械の中に導入される。潤滑
油は溝４８と穴４９をへてローター２２の中に供
給され、接続ロツド３４と遊星歯車３９とＶ字状
チヤンバー３０に散布される。潤滑油は、太陽歯
車４０を半径方向に貫通して延在し、チユーブ１
４で終つている通路４６に戻り、チユーブ１４を
へて排出される。以下、本回転ピストン機械の動
作を第３図を参照しながら説明する。

ローター・シヤフト１３が回転すると、ロータ
ー２２は矢印４７の方向に回転する。入口１６と
連通しているチヤンバーＡとＣよりスロツト穴４
４と窓穴４２を通つてＶ字状チヤンバー３０の中
にガスが吸い込まれ、第１段で圧縮される。ロー
ター２２が回転を継続すると、圧縮されたガスは
チヤンバーＢとＤに押し込まれ、チヤンバーＤを
出て２段で圧縮される。上述の要領で２段で圧縮
されたガスはチヤンバーＥに押し込まれ、出口１
７へ流れる。このように各グループのＶ字状チヤ
ンバー３０は２段圧縮を行う。チヤンバーＤは２
つの第１段のガスを集めるので、他のチヤンバー
の倍の大きさに形成されている。

各フラツプ・ピストン３２は２つの動作コンパ
ーメントを限定しており、一方の動作コンパーメ
ントは大きく、他方のコンパーメントは小さく作
られている。かくして、各フラツプ・ピストンを
２様に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る回転ピストン機械の側
面図、第２図は、第３図の−線で切断した回
転ピストン機械の縦断面図、第３図は、第２図の
−線で切断した断面図、第４図は、第２図の
−線で切断した断面図である。 １０……円筒状ケーシング、１１，１２……端
壁、１３……回転シヤフト、１４……チユーブ、
１５……脚、１６……入口、１７，１８……出
口、１９……外設チユーブ、２０……主出口ポー
ト、２１……ステーター、２２……ローター、２
３……噛み合い歯、２４，２５……スラスト・ベ
アリング、２６，２７……ニードル・ベアリン
グ、２８……環状本体、２９……フランジ、３０
……Ｖ字状チヤンバー、３１……フラツプ、３２
……フラツプ・ピストン、３３……Ｖ字状チヤン
バーの壁、３４，３６……接続ロツド、３５，３
７……スタブ・シヤフト、３８……太陽歯車、４
１……環状ジヤケツト、４２……窓穴、４３……
壁、４４……スロツト穴、４５……溶接シーム、
４６……通路、４８……溝、４９……穴、５０…
…チユーブ、５０′……入口金具。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステーター２１と、該ステーター２１に同軸
   的に取り付けられたローター２２と、該ローター
   ２２のチヤンバー３０の中で揺動可能に取り付け
   られていて、動作コンパーメントを限定する複数
   のフラツプ・ピストン３２と、ステーターに形成
   された入口チヤンバーと出口チヤンバーＡ，Ｂ，
   Ｃ，Ｄ，Ｅとより成り、前記フラツプ・ピストン
   ３２それぞれがローターの中に軸支されたフラツ
   プ・シヤフト３１に固定されているとともに、前
   記入口チヤンバーと出口チヤンバーが穴４２，４
   ４をへてローター２２のチヤンバー３０と間欠的
   に連通するよう構成された膨脹タイプの機械また
   はコンプレツサー・タイプの機械として使用され
   る回転ピストン機械であつて、２つの隣接したフ
   ラツプ・ピストン３２がそれぞれ互に逆位相をな
   して往複動することと、フラツプ・ピストンがそ
   れぞれチヤンバー３０を２つの独立した動作コン
   パートメントに分割することを特徴とする回転ピ
   ストン機械。 ２ ２つの隣接したチヤンバー３０がローター２
   ２の外周の近傍にある共通の境界領域で互に接続
   されていることを特徴とする特許請求の範囲の第
   １項記載の回転ピストン機械。 ３ ローター２２がすべてのチヤンバー３０を包
   み囲んでいるジヤケツト４１を備えており、２つ
   のチヤンバーの間の隣り合つた領域に開口４４が
   設けられていて、該開口４４がステーター２１の
   開口４２をよぎつて移動することを特徴とする特
   許請求の範囲の第２項記載の回転ピストン機械。 ４ フラツプ・ピストンの数が2Z個として、各
   フラツプ・ピストン３２がローター２２の１回転
   当たりＺ回の往復動を行うことを特徴とする特許
   請求の範囲の第１項より第３項までのいずれか１
   項記載の回転ピストン機械。 ５ 各フラツプ・ピストン３２がローター２２の
   軸から半径方向に延在した中央の面に関し対称形
   に揺動することを特徴とする特許請求の範囲の第
   １項より第４項までのいずれか１項記載の回転ピ
   ストン機械。 ６ フラツプ・ピストン３２それぞれに接続ロツ
   ド３６を駆動する遊星歯車３９が設けられてお
   り、前記接続ロツド３６の一端が遊星歯車３９の
   軸３７上で偏心した状態に軸支されているととも
   に、他端がフラツプ・シヤフト３１上で偏心した
   状態に軸支されていることを特徴とする特許請求
   の範囲の第１項より第５項までのいずれか１項記
   載の回転ピストン機械。 ７ コンプレツサーとして使用する場合、多段圧
   縮を行うよう少なくとも２つの出口チヤンバー
   Ｂ，Ｄが１つの入口チヤンバーＤに接続されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲の第１項より
   第６項までのいずれか１項記載の回転ピストン機
   械。 ８ ステーター２１が２つの類似したグループの
   入口チヤンバーと出口チヤンバーＡ，Ｂ，Ｃ，
   Ｄ，Ｅを備えており、１つのグループの入口チヤ
   ンバーと出口チヤンバーＡ，Ｅが他のグループの
   入口チヤンバーと出口チヤンバーに接続されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲の第１項より
   第７項までのいずれか１項記載の回転ピストン機
   械。 ９ ステーター２１とローター２２の間の接触領
   域に潤滑油を導びきまた接触領域から潤滑油を戻
   すよう、ステーター２１が２つの同軸のチユーブ
   ５０，１４を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲の第１項より第８項までのいずれか１項
   記載の回転ピストン機械。