JPH0429841B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は特許請求の範囲第１項記載の上位概念
を有する外軸往復動機関に関する。

従来の技術 この種の往復動機関は本出願人と同じ出願人に
よるヨーロツパ特許出願公告第63240号により知
られている。このような往復動機関においては閉
塞回転子が中空室を有し、中空室はピストン回転
子のピストンの概念から要求されるものより実質
的に大きい。このことは、ピストンが中空室に入
る際エネルギー損失から生じる圧搾域は圧縮が生
じないという利点を有する。しかしながら閉塞回
転子のより大きい中空室ではピストンの作動中圧
縮ガスの量が僅かのものであるとしても中空室を
通り機械の低圧側へ戻るという結果をもたらす。
ヨーロツパ特許出願公告公報第63240号の第20a
乃至20eに示す実施態様においては、それゆえに
ピストンの周囲面は閉塞回転子の中央部上を転動
し、このような過流に対し密閉部を形成するよう
にしてある。しかしながらこのような中央部を設
けることは構成上の要求が比較的に大きくなると
共に、また、ピストンの作動がこれらの中央部に
局部的にかたより、またエネルギー損失とノイズ
の発生を導く圧搾流域は圧縮を伴うことによる。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、広範な損失流のノイズ発生を
除去した状態で閉塞回転子の中空室を通じてピス
トンが回転することを可能にし、この際この中空
室は有害な室を形成することなく、即ち望ましく
ない過流が機関の高圧側から低圧側へ流れること
のないようにし、それにより機関が僅かのノイズ
を発生するだけで高い作動状態を保持するように
することである。本発明のこの課題は、特許請求
の範囲第１項記載の特徴部分に示す構造を提供す
ることにより解決される。

問題点を解決するための手段 本発明によればそれゆえピストン回転子と閉塞
回転子を有する外軸往復動機関であつて、ピスト
ンは、閉塞回転子の中空室を回転中空室の受入開
口の辺縁域と恒常的に密な接触を保つようにし、
それによりガスが圧力側から吸引側へ達すること
がほとんど完全に避けられるようにした機関が提
供される。

実施例 次に本発明を、添付図面に示す好ましい実施態
様と関連しつつ更に詳細に説明する。

ハウジング１はピストン回転子２及び閉塞回転
子３を収容しており、これらは特に図示されてい
ないが通常の方法でハウジングの両軸端に取付け
られており、回転比率は１：２で２つの歯車が相
互に係合するようになつている。回転子２，３は
矢印に示すように相反する方向に回転する。ガス
流は、ガスポート７を通りハウジングの内壁６に
沿い、ピストン４，５の動きに従つて流動する。

ハウジングポート７は、閉塞回転子３を密に被
覆するハウジング部８と直接に境界を接するよう
に設けられており、ピストン４，５を通る円筒形
作動室に向け、近接接線方向に開口している。こ
の作動室は内方に対し、ピストン回転子２の中空
軸１０により境界ずけられており、中空軸の周縁
部はピストン４，５に固定されている。ピストン
はまた既に述べたように外側の中空円筒形回転子
部分１１に固定されていてもよく、回転子部分１
１は内側の中空軸１２を堅固に覆つている。

中空軸１０は、それ自体共に回転することはな
い中空円筒状制御殻１３を被覆している。前記制
御殻はその内壁に開口１４を有し、開口は弓形角
αにわたつて延びている。中空軸１２中にもまた
ピストン４，５の回転方向に開口１５，１６が設
けられている。中空軸１２の開口１５，１６が回
転子２により開口１４を越えて回転する間に、環
状室９中に圧縮されていたガスは、制御殻１３に
より密閉されていた流出溝１７中に、内方に流出
する。制御殻１３中の流出開口１４は、吸引溝７
同様に、閉塞回転子３あるいは両回転子２，３の
間の近接域１８のできるだけ近くに配置するよう
にし、ピストン４，５のそれぞれの回転毎にでき
るだけ高い圧縮比が得られるようにする。制御殻
１３の回転駆動により、流出開口１４の角度位置
を機械性能の制御のため変更することができる。
最適の性能を得るようにするためには、第３図に
示すように開口１４を閉じるようにし、この場合
環状作動室９の角２０を、移動するピストン５の
周縁面１９に沿いハウジングの内壁６の方向に、
外方から僅かに過ぎた後閉じるようにする。ここ
で開口１４ができるだけ遅く閉じることができる
ようにするためには、ピストン５のピストン回転
子の中空軸における開口１６の後続する境界面２
１の下面を切断するようにする。

ハウジング角２０を過ぎ、ピストン５とハウジ
ング内壁６との接触が解除された後、ピストン
４，５は閉塞回転子３の中空室２２中にいくらか
のガスを圧縮し始める、これは、閉塞回転子の受
入開口２４の後続する辺縁域２３がピストン５と
密な接近域は接触状態に達するまで継続する。ピ
ストン回転子のこの僅かな回転角の間、閉塞回転
子の中空室２２中で圧縮されたガスは機械の吸引
側に戻り、それにより機械の作業度が低下する。
本発明によればこの回転角は最小値に減ずること
ができる。これは開口２４の後続する辺縁域２３
とピストン５との密な接近が、公知技術による構
造原理により可能な場合よりも実質的により早く
可能になるからである。図面においては閉塞回転
子の受入開口２４の後続する境界角２５は放射方
向内方に設けられており、一方受入開口２４の先
行する境界角２６は閉塞回転子の外方辺縁部に設
けられている。

内方に移る後続の、閉塞回転子のこの角２５か
ら受入開口２４の辺部域が弓形に外方に走つてお
り、閉塞回転子の周囲面中に連続的に延びてい
る。受入開口２４の弓形辺縁域２３が後続するピ
ストン面の放射方向内側部３０を回転しなければ
ならない間に先行するピストン面２６に沿う閉塞
回転子の周囲の先行するもしくは第一の角２６、
及び後続する放射方向内方に設けられた受入開口
２４の境界角２５が後続するピストン面の外側面
２９に沿い移動しなければならないという条件下
では、ピストン５，４の横断面形状は幾何学的に
決定される。同様にピストン５，４の断面はほぼ
Ｓ字形に形成される。閉塞回転子の後続する或は
第二の角２５は第４図及び５図に示すように凸形
面部２９に沿い摺動し、最後に第６図及び第７図
に示すように弓形辺縁部は２３は後続するピスト
ン面の凹形面部上を転動する。このようにして所
定ピストン厚さに対する閉塞回転子の受入開口２
４の幅を最小にすることができ、かくして高圧側
から低圧側への移動に基づく機構損失を最小にし
うる。ピストン４，５の周囲方向に測定される幅
は閉塞回転子における受入開口２４の大きさを決
定する。この幅は一定の限度を有し、ピストンの
周囲面とハウジング１の内側面６との間の十分な
密閉状態を保証するようにする。より改良された
密閉状態においてはピストンの周囲に密閉ストリ
ツプが固定されるようになつており、これはドイ
ツ公開公報第3005694号により知られた原理に基
づくものである。

本発明によれば、閉塞回転子の中空室２２は、
閉塞回転子が薄形殻からなりうるよう大きく形成
することが難点をもたらすことなく可能である。
ピストン回転子に比例し高く二倍の回転数で回転
する閉塞回転子の機械平衡のため、先行する開口
角２６及び後続する弓形辺縁部を境界ずける閉塞
回転子の一部は大きく形成されており、例えば
別々に製造したストリツプ３１，３２が閉塞回転
子の壁に固定されている。受入開口２４を境界ず
けるストリツプを別体に製造することは角２５及
び２６、並びに角２５を境界ずける凸形に湾曲し
た域２３の表面構成の精密な仕上げを容易にす
る。角２５，２６は第１−８図に示されているよ
うに比較的鋭角的であるが、湾曲した断面を有す
るように形成してもよい。角は僅かに円形になつ
ているのがよい。なぜなら鋭角的であると摩耗に
より密閉損失を導くことがあるからである。閉塞
回転子は薄壁殻の形に仕上げてあり、さらに慣用
の、開口角或は開口縁に形成したストリツプを使
用することにより、閉塞回転子は公知の構造に比
較しより簡単に製造することが可能である。

第８図及び９図は、微々たるものであるとして
も圧搾流が、第１−７図の実施態様に対応する凸
形辺縁域２３が、ピストン回転子の軸の周辺面３
３に転動する際に生ずる可能性を避ける手段を設
けた二つの実施例を示す。第８図の実施例におい
ては、この目的のため、ピストン５を転動し、境
界角２５を境界ずける凸形湾曲域３４は実質的に
小さく形成されており、この域３４と閉塞回転子
の周囲面３５の間には間隙３６が設けられてい
る。間隙３６の代りに閉塞回転子の周囲方向にも
多数の小さい間隙を次々に設けてもよい。

第９図による実施例においては、間隙３７がピ
ストン５の外側凸面部２９の放射方向内方及びピ
ストン回転子軸を越えるピストン域の周囲面３３
に設けられており、同様に損失を招く圧搾流を防
ぐものである。この間隙３７も小さい多数の間隙
により代替されることが理解されるべきものであ
る。更に、両実施例においては多数回転子の軸方
向に隣接して設けてもよく、それにより図示され
ていない方法で脚部を相互に分割するようにす
る。この脚部は断面の弱化、例えばピストン５の
ルート域における弱化を防止するように作用す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は、それぞれ本発明による往
復動機関の回転軸に垂直の断面図であつて、回転
位置が連続的に異なつてゆく状態を示す。第８図
は本発明の別の実施態様を示すものであつて、閉
塞回転子の後続する辺縁域とピストンとの間の係
合域の拡大図である。第９図は第３の実施例の第
８図に類似する拡大図である。 １……ハウジング、２……ピストン回転子、３
……閉塞回転子、４，５……ピストン、９……ピ
ストン作動室、１０，１２……中空軸、１３……
制御殻、１４，１５，１６……開口、１９……ピ
ストンの周囲面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共通のハウジング１に覆われたピストン回転
   子２と閉塞回転子３とを有する外軸往復動機関で
   あつて、閉塞回転子の円筒周囲面とピストン回転
   子の少なくとも一つのピストン支承軸との間に密
   閉位置を形成し、閉塞回転子はピストン回転子の
   ピストンのための受入開口２４を有する中空室２
   ２を覆つており、閉塞回転子は圧搾を避けるた
   め、受入開口２４の先行及び後続域角２６，２５
   を境界ずける室が、閉塞回転子の中空室を通るピ
   ストン作動のために運動学的に必要な場合よりも
   大きく形成されており、ピストン受入開口の境界
   角２６はピストンの凹形面に密に作動するように
   してなる往復動機関において、受入開口２４の別
   の境界角２５が閉塞回転子３の周囲面から放射方
   向内方に移動し、この放射方向内方に移動する角
   ２５は、ピストン５，４の放射方向外方の凸の面
   部２９に沿つて移動するようにしたことを特徴と
   する外軸往復動機関。 ２ 回転軸に関して凸形に湾曲した辺縁域２３，
   ３４が閉塞回転子の周囲面の方向に、別の境界角
   ２５に隣接し、この辺縁域２３，３４はピストン
   回転子のピストンの面部に対し転動するようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   往復動機関。 ３ 凸に湾曲した辺縁域２３は変化する半径をも
   つて連続的に閉塞回転子の周囲面に連絡され、ピ
   ストン回転子の軸の周囲面に対して転動するよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載の往復動機関。 ３ 凸に湾曲する辺縁域３４と閉塞回転子の円筒
   周囲面３５の間に圧搾流を避けるための少なくと
   も一つの間隙３６を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の往復動機関。 ５ 凸に湾曲した辺縁域２３が連続的に閉塞回転
   子３５に連なり、ピストン５，４の外側の凸の面
   部２９の放射方向内方に隣接するピストン域に少
   なくとも一つの間隙３７が設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の往復動機
   関。 ６ 機械の軸方向に間隙が多数並んで配置されて
   おり、それぞれは脚部により相互に分離されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第４項もしく
   は第５項記載の往復動機関。 ７ 閉塞回転子が殻状に形成されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の往復動機
   関。 ８ 閉塞回転子３の受入開口２４の回転軸に平行
   に連なる辺縁域が殻壁に固定されるストリツプ３
   １，３２により形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の往復動機関。 ９ ピストン回転子２は中空軸１０を有し、中空
   軸は通過流開口１４を有する制御殻１３を覆つて
   おり、それにより限定された回転角度内において
   中空軸に設けられた少なくとも一つの開口１６は
   殻開口１４と重なりあう状態に達し、この際中空
   軸における開口１６の境界面２１は境界ピストン
   ５に対して後部切欠部を形成していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の往復動機関。