JPS614802A - 回転ロータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、回転ロータを利用した装置に関する。

従来の技術 本出願人が著作した［アインタイルンク　デアロタチオ
ンスーコルベンマシネン（［ｇ　ｉｎｔｅｉｌｕｎｇ　
ｄｅｒ　Ｒｏｔａｔｉｏｎｓ　−Ｋｏｌｂｅｎｍａｓｃ
ｈｉｎｅｎ）　Ｊ　　（１９６３、トイチェ　フエアラ
グスーアンスタルトゲーエムベーハー　シュトウットガ
ルト（［）　ｅｕｔｓｃｈｅ　Ｖｅｒｌａｏｓ−Ａｎｓ
ｔａｌｔ　　ＧｍｂＨＳｔｕｔｔｇａｒｔ）　）や［ロ
ータリ　ピストン　マシーン（ＲｏｔａｒｙＰｉｓｔｏ
ｎ　Ｍａｃｈｉｎｅ）　Ｊ　　（０ンドン、アイリフエ
（Ｌｏｎｄｏｎ　、　　ｌ１ｉｆｆｅ　）、　１９６５
）の刊行物の中には、種々のロータリーピストン機械装
置が記載されている。ケーシング内に回転ロータを配置
した型式の機械は、ケーシングの吸入孔、吐出孔の開閉
をコントロールすることができるから圧縮機として利用
することができる。

この型式の装置は、ＤＯ３２，４５６，２５２として提
案されている。この装置にあっては、外ロータに設けた
区室内に内ロータが進入づ″ることによって圧縮機の作
用を行っているが、外ロータの区室全体に内ロータが進
入することができず、デッドスペースが生じてしまう。

このデッドスペースのために珪縮効宋も低下するし、ま
た、このデッドスペースを減少させようとすると外ロー
タの強度低下をＩＣ（＜不都合があった。

発明が解決ずべぎ問題点 本発明の目的は、上述した従Ｘ装置の不都合を解消し、
デッドスペースを減少させることで排気量を増大させ、
ロータの高速回転に耐えることができる装置を提供す、
るものである。

問題点を解決ツるための手段 本発明の〇−夕は高速回転に耐える形状を有しており、
また、内ロータは外ロータの区室の頂部かまたは頂部を
越えて突出することによってデッドスペースを減少し、
効率を向上するように構成しである。

外ロータの区室は稼動空間の容積を決定するものである
が、この区室の側壁は平坦で、なるべくなら平行に形成
し、稼動空間容量の拡大を図っている。内ロータの外側
角部と外ロータの内側角部の頂部は丸みをつけ、摺動に
適するようにしである。

稼動空間容積を拡大するために、外ロータの角部は軸線
に近づくように内側に湾曲形成されている。

内ロータと外ロータの回転比は２：１．３：２゜４：３
等が適宜に選択できる。

本発明の好適な実施例では外ロータの外周に接するケー
シングの内壁面を調節可能にしておくことで排気量、排
気圧を調節することができ、また、吸排気のタイミング
を変更することが可能となる。

本発明の外ロータ及び内ロータは高速回転に耐える形状
を有しているので冷却装置をつけることにより、内燃機
関からの高温の排気ガスで駆動される排気タービンとし
て本発明を適用することができ、また、内燃機関そのも
のとしても適用できる。

ロータの高速回転に対応するために、Ｏ−夕の支承手段
として、本出願人がＥＰ−Ａ−０，０８７，７４７とし
て提案した装置を利用するのが望ましい。この装置の特
徴は外ロータを支えるベアリングの内側に内ロータを支
えるベアリングを配置した構成にある。

実施例 以下、第１図に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明装置の断面図であって、内ロータ１と、
３個の部品２ａ、２ｂ、２ｃをもつ外ロータ２と、これ
らを収納するケーシング３を明示している。第６図は第
１図の断面側面図に対応するものであって、これらの部
品がロータの軸線に平行に延び、部品の端面はロータ軸
に直角に形成されていることを示している。ケーシング
３の壁には、入口孔４と出口孔５が形成しであるが、こ
の装置の用途ｄ応じて入口孔４を吸入孔として用いるか
、または燃料の取入孔として用いるかが決まる。

２個のロータ１．２は２つの軸６，７のまわりに回転す
る。回転比は３：２であるが、この回転比は外ロータの
区室８．９．１０の数と、内ロータロータ部分１１．．
１２の枚数とにより決まる。

第５図に示す実施例では、回転比は４：３になつでいる
。この実施例では外ロータの４個ノ冬、室１４．１５．
１６．１７と内ロータの３枚のロータ部分１８．１９．
２０を有していることによる。

ロータ゛１，２の作動とケーシング３との関係は／第３
図に示されている。内外のロータが回転するときに、両
ロータは互いにＷ！着し、シールを形成しながら回転す
る。内口」夕の４個の外方シーリング部となる角部２２
〜２５と外ロータの３個の内方シーリング部となる内角
部２−６．２７．２８−とは曲線を形成する。２個のロ
ータが回転するとき、内ロータの角部は外ロータの内壁
３０．３１に沿って滑動し、同時に外ロータの内角部２
６゜２７．２８は内ロータの外周壁面３２．３３に沿っ
て滑動する。この作動は第３図に詳しく示されている。

外ロータの内壁面３０．３１と、内ロータの側壁面３４
．３５とは互いに密着してシールを形成する。２個のロ
ータの角部２２〜２８の先端部は丸みをもたせてあり摺
動をスムーズにしている。

第１図に示すロータの回転位置においては、外ロータ２
の内側角部２８は内ロータの回転軸により近くなってい
る（先行技術である［）　Ｑ　３２，４５６．２５２と
比較して）。

この構成によって、外ロータの内壁３０．３１と内ロー
タの側！１！３４とケーシングの内壁３７とで構成する
空間の容積を大きくとることができるので、装置のυ１
気吊を大きくすることができる。

空間の容積が例えば１．３５６ｍ３のときに排気量は１
６ｍ３となる。第１図の実施例においては、外ロータの
内壁３０．３１は互いに平行になっているから、区室８
．９．１０の外側の開口部も大きくとることができる。

第７図の実施例においては、外ロータの内壁は外側に向
けてテーパーをつけである。

外ロータの区室８．９．１０には第３図ａに示すように
、内１コータが完全に嵌合するから稼動容積を大きくと
ることができる。すなわち、この装置をコンプレッサと
して使用するときには、吐出孔５から吸入孔４へ環流す
るデッドスペースはきわめて少なくなる。

このデッドスペースはＩ′１３図ａで符＠４０．４１で
示されている。このデッドスペースは容量も小さく、ま
た、このデッドスペースに閉じ込められた空気がロータ
の回転を助勢する方向に作用するので、このデッドスペ
ースの短所は無視できる１内ロータの外壁３２．３３は
外ロータの外周面まで移動するので、デッドスペースの
容量は内ロータの外周面と内ロータの外周面との曲率の
差によって決定されることになる。しかし、内ロータの
外周面３２．３３は外ロータの内壁３０．３１と協働し
て２個の孔４．５との間を移動する区間でシールを達成
すれば足りるので、外周面３２゜３３先端を外ロータの
外周面に接しないよう′に構成することも可能である。

外ロータ２とケーシングの間を密封する孔４゜５の間の
シール区間４２のシールは、調節部材４３によって達成
されるが、部材の位置は装置の起動時の圧縮圧が零にな
るように調節される。第１図の調節部材４３の位置では
内部圧力は零であるが、第２図の位置では作動区室８が
聞くまで、すなわち外ロータの端部４４が部材４３から
離れるときまで内圧は高まる。ケーシングの外壁を貴通
して配置する図丞しない部材を利用して部材４３の位置
を調節Ｊる。部材４３を第１図の位置から孔４の方へ移
動さけることによって排気量を変更することができる。

１なわち、この操作によって稼動空間８に流入する空気
量を減少さけることになる。

第４図は、］」１気吊を調整するための仙の実施例を示
している。この実施例ではロータが矢印４８方向に回転
Ｊるにうに伴い、吸入孔から排出孔へのケーシングの内
側に半径方向に移動可能な円弧状のスライド４６．４７
を配置しである。吸入孔４′側のスライドを調節するこ
とによって、矢印４９に沿って稼動空間８′に流体が流
入でるとぎの円弧の長さが調節できる。第４図において
は吸入孔側の２個のスライドはケーシングの半径方向外
側へ引き出されており、他のスライドは内側へ押し込ま
れている。そこで、この状態では最大の圧縮比を得るこ
とができる。

以上のように、スライド４７をケーシングの内壁側へ引
き出すことによって圧縮比を種々に変更することができ
る。

圧縮比や排気量を調節する部材４３．４６．．４７４よ
、このほかにも、外ロータに１形成した半径方向に開口
する空間がケーシングの開口部を横切って回動する型式
の装置に利用できることは明らかである。

第６図は本発明装置の断面側面図であって、第７図は第
６図の軸断面を示している。第１図ですでに説明した部
品に対しては、第６．７図でも同じ符号を付しである。

外ロータのロータ部材２ａ。

２ｂ、２Ｃは側板５０．５１で連結されている。

側板の外側にはハブ５２．５３が突出していて、外ロー
タは大径のボールベアリング５４．５５によってケーシ
ングの側板５６．５７に支承されている。ロータの回転
速度が高い場合にはベアリングの周速も高く、摩耗も進
むので、本出願人が提案しているＥＰ−Ａ−０，０８７
，７４７に示したような構成を採用することが望ましい
。ハブ５３には内歯車５８が切ってあり、内ロータ１の
軸５９に取付りたギア６０と噛み合っている。この歯車
機構によって両ロータは正確な回転比で回転し、両者の
間隙は適正に保たれる。たとえ両ロータは歯車と同様の
構成で回転しているため、この歯車機構５８．６０が余
分に見えても。側板５０゜５１はシールプレート６２．
６３を囲んでおり、これらのプレートはケーシングの側
面５７．５６にねじ止めされるが、この際に、内ロータ
の端面、６４と６５とシールプレートとの間にはシール
間隙が形成される。このシールプレートは内ロータの２
本の軸ジル−ナル５９．６６をも囲んでいる。

同様に、外ロータのベアリングは軸ジヤーナル５９．６
６に取イ」りたベアリング６７．６８を保持している。

軸ジヤーナル５９に取付けた歯車６９は、ケーシング板
７０の外側に突出しており、装置を圧縮機として使用す
る場合には駆動歯車として用いられ、装置をエンジンと
してか、または内燃機関の排気ガスで駆動されるタービ
ンとして使用する場合には被駆動歯車として用いられる
。

発明の効果 本発明によると、内ロータの各角部は、ロータの回転に
応じて外ロータに形成する区室の内壁の形状に等しい軌
跡を描き、同様に、外ロータの内角部は、ロータの回転
に応じて内ロータの外周面の形状に等しい軌跡を描くよ
うに構成されており、内ロータの外周面と外ロータの区
室の内壁面とが歯車状に噛み合うため、従来装置に比較
して大幅にデッドスペースを減少させることで排気量を
増大させ、ロータの高速回転に耐えることができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図は
ロータの回転角度を変えた第１図と同様の断面図、第３
図ａ〜１はロータの回転状態を示す説明断面図、第４図
は本発明の他の実施例を示す断面図、第５図は本発明の
さらに他の実施例を示すもので、ロータの回転比を４：
３としたものの概略断面図、第６図は本発明を適用した
機械装置の軸断面図、第７図は第６図の軸に直角な断面
図である。 １・・・内ロータ、２・・・外ロータ、３・・・ケーシ
ング、４・・・吸入孔、；５・・・吐出孔、６・・・内
ロータ回転軸、７・・・外ロータ回転軸、８，９．１０
・・・区室、１１．１２・・・１」−夕部分、２２，２
３．２４゜２５・・・外側角部、２６．２７．２８・・
・内側角部、３０．３１・・・内壁、３２．３３・・・
外周壁、３４．３５・・・側壁。 （ばか１名） 第６図 ５′４′ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ケーシング内に配置した外ロータと内ロータを有し
   、この２個のロータがそれぞれの回転軸線まわりに等し
   い角速度で回転する装置であって、内ロータの２対の外
   方シーリング部は、ロータの回転に応じて外ロータに形
   成する区室の内壁の形状に等しい軌跡を描き、同様に外
   ロータの内方シーリング部は、ロータの回転に応じて内
   ロータの外周面の形状に等しい軌跡を描くように構成さ
   れており、内ロータの外周面と外ロータの区室の内壁面
   とが歯車状に噛み合っていることを特徴とする回転ロー
   タ装置。 ２、内ロータの先端部分が外ロータに形成した区室の少
   なくとも先端面まで進入し、区室の外側の開口部がケー
   シングに設けた吸入孔と吐出孔を通過するように構成し
   た特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、外ロータに形成する区室の内壁が平坦である特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ４、区室の内壁が閉端かつ互いに平行である特許請求の
   範囲第１項記載の装置。 ５、内ロータと外ロータの回転比が３：２である特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ６、内ロータと外ロータの回転比が４：３である特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ７、外ロータの外周面とケーシングの内周面との間に調
   節可能な壁部材を配置し、排気量や排気圧を調節できる
   ようにした特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８、壁部材がケーシング周壁に沿って移動可能である特
   許請求の範囲第７項記載の装置。 ９、複数個の壁部材を隣接せしめ、半径方向に調節可能
   にした特許請求の範囲第７項記載の装置。