JP2002540333A - 球面状ロータ式容積形機械 - Google Patents

球面状ロータ式容積形機械

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JP2002540333A JP2000606873A JP2000606873A JP2002540333A JP 2002540333 A JP2002540333 A JP 2002540333A JP 2000606873 A JP2000606873 A JP 2000606873A JP 2000606873 A JP2000606873 A JP 2000606873A JP 2002540333 A JP2002540333 A JP 2002540333A
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rotors
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クズネツォフ・ミヒャイル・イヴァノヴィチ
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フェンパル・ホールディング・ソシエテ・アノニム
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 本発明による球面状ロータ式容積形機械は、モータ、ポンプ又は圧縮機としてに使用に特定されており、かつその球面状中空空間に3つのロータ4,5及び6がある、2つの部分1及び2から成るハウジングを有し、その際中央ディスクロータ4が各側でダイアメトラル継手によってセクターロータ5及び6と連結している。ロータ4,5及び6は4つの室9,10,11,12を形成する。ロータ4,5及び6の室を形成するラジアル表面は曲率形状を有する。入口ー出口ダクト15,16,17及び18は室におけるサイクルの変更の瞬間にセクターロータによる重なりの領域に配設されており、その際ダクトはノズル部分及び接線状傾斜を有する。セクターロータ6のダイアメトラル継手はそのピボットが球面状のメニスカス25に進入している2つの固定した半体軸21及び22を介して結合する。セクターロータ5の第2のダイアメトラル継手は分割されてないシリンダ軸を有する。ハウジング半体1及び2は、芯立て装置3を備え、芯立て装置は位相の特定された角度及び機械の精度を変える。ロータ群の潤滑及び冷却は内部にあるダクト網25,27、28、29及び30を介して行われる。機械ハウジングにおいて、スリット状のオイルトラップードレン装置33が設けられる。ハウジング半体1,2と軸7との間に機械の組み立て可能性を確保するための隙間が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は機械構造の分野、特にエンジン、ポンプ、圧縮機又は配量装置として
使用され得る容積形機械に関する。
【0002】
【従来の技術】
互いに結合された2つの部分から成るハウジングを備えた球面状ロータ式容積
形機械は公知である。ハウジングの球面状中空空間には4つの室を形成する3つ
のロータがある。中央ロータは各側にダイアメトラル継手によって軸と一体に形
成された球底錐状体の形のそれぞれ1つのセクタロータを備える。セクタロータ
の回転軸線はある相互角度で配設されておりかつ球面状中空空間の中心点でダイ
アメトラル継手の軸線と交差する。ダイアメトラル継手の軸線は互いに垂直にな
っている。ロータはその周縁の表面で機械ハウジングの球面状中空空間に当接し
ており、球面状中空空間には4つの入口−出口ダクトが設けられている(特開昭
47−44565号明細書、国際出願ソヴェート連邦共和国89/00133号
明細書)。
【0003】 公知の機械では、軸の領域におけるセクタロータの厚さが小さいことが不利で
あり、このことは軸の直径及び基本軸受の寸法を制限し、ロータの球状表面によ
る球面状ハウジング中空空間の完全な閉鎖の不十分な領域かつその結果作業室の
熱い領域に境を接するシール装置により複雑性及び低い効果を制約する。軸受ユ
ニットの近くへの入口−出口ダクトの配設は、両側でその効果を制限する。軸及
びセクタロータの比較的小さい厚さは、軸及びセクタロータからの排熱を困難に
し、このことはかなりの熱歪みに繋がる。中央ロータの周縁での大きな動力学的
に釣り合わない質量の存在は中央ロータにおけるロータの高い回転数の際に生じ
る著しい固有応力及び変形の発生に繋がる。列挙された欠点は機械の能率及び信
頼性を制限する。
【0004】 更に1つの機械が公知であり、その際ダイアメトラル継手の半体軸が取外し可
能でかつ溝を備えており、一方ダイアメトラル継手のセクタロータは相応した突
出部を有し、その際中央ロータは延在部を有し、しかしシールは取外し可能に実
施されておりかつ延在部に収容されている(ソヴェート連邦共和国第87712
9号明細書)。
【0005】 記載された機械では、ダイアメトラル継手の半体軸のフリーの格納が不利であ
り、ダイアメトラル継手は緩い半体軸によって機械ハウジングの球面形成面上に
作用する高い遠心力負荷のためにロータの回転速度を制限する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は高い能率と運転時間を有する改善された球面状ロータ式容積形機械を
提供することを課題の基礎とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この課題は以下の球面状ロータ式容積形機械によって解決さ
れる、即ち球面状ロータ式容積形機械は互いに結合された2つの部分から成るハ
ウジングから成り、その球面状中空空間には4つの作業室を形成する3つのロー
タがあり、その際中央ロータは各側でダイアメトラル継手によって軸と一体に形
成された球底錐状体の形のそれぞれ1つのセクタロータと結合しておりかつその
際セクタロータの回転軸線は相互にある角度に配設されておりかつダイアメトラ
ル継手の軸線と球面状中空空間の中心点で交わり、一方ダイアメトラル継手の軸
線は互いに垂直であり、その際ロータはその周縁の球状面を機械ハウジングの球
面状中空空間に当接しており、機械ハウジングには4つの入口−出口ダクトが設
けられており、入口−出口ダクトには本発明によればセクタロータの室を形成す
るラジアル表面が2つ及びそれ以上の平面又は1つの湾曲した又は湾曲平面の機
械の表面によって形成されており、上記表面はセクタを形成するダイアメトラル
継手から周縁の球状面までの角度の増大を確保し、前記セクタ形成角度はセクタ
ロータの回転軸線と、球面の中心点とセクタロータの室を形成する表面上の一点
とを結ぶ直線との間に設定され、一方セクタロータの室を形成する表面はその相
応したセクタロータの表面の形を繰り返す。
【0008】 正確な構造的な実施形態は機械の能率と運転時間を実質的に向上させる。
【0009】 本発明の良好な理解のために、次に本発明の具体的な実施形態を図面を参照し
て説明する。
【0010】
【実施例】
球面状ロータ式容積形機械(以下「機械」という)は、湾曲枠3によって互い
に結合されている2つの部分から成るハウジングを有し、その際ハウジングの球
面状中空空間には3つのロータがある。中央ロータ4は、各側でダイアメトラル
継手によってセクタロータ5及び6と結合している。セクタロータは、球底錐状
体から成り、球底錐状体はハウジング半体の基本軸受13及び14を備えた軸受
ユニットに装入されている。ロータは4つの室を形成し、セクタロータ5に隣接
する室9及び10(図1)及びセクタロータ6に隣接する室11及び12である
(図2)。機械の精密度(Praezision;二軸のなす角度α)は26°
である。室を形成するセクタロータのラジアル表面は、室を形成する球面の半径
に等しい半径のシリンダ形状を有する。一般的に表面は2つ又は複数の平面又は
湾曲した又は湾曲平面の表面によって形成されることができる。室を形成するラ
ジアル表面は、ダイアメトラル継手の領域から周縁の球状面への球底錐状体のセ
クタ形成角度の増大を保証する。セクタ形成角度は、セクタロータの回転軸線と
、球状面の中心点をセクタロータの室を形成するラジアル表面上の一点と結ぶ直
線との間に設定され、このことは中心点から極部分へのセクタロータの厚さの連
続的な増大に相応する。中央ロータの室を形成する表面は、セクタロータの相応
する表面の形状を繰り返す。それによって本発明による機械において、セクタを
形成する角度は、ダイアメトラル継手の領域で25°そして周縁に向かって36
°に増加する、このことは極部分の完全な重なりの領域の直径の増大を0.63
Dに確保し、ここではDは機械の室を形成する球面の直径を意味する。
【0011】 機械のロータの室を形成する表面の提案された形状は次の有利な可能性を提供
する。
【0012】 セクタロータの球状面による球面状ハウジング中空空間の極部分の完全な重な
りの領域の直径を増大すること、このことは軸の直径及び基本軸受の寸法を増大
させ、作業室の滑り性能を改善し、その熱い表面を軸受ユニットから離し及びセ
クタロータの熱歪みを減少させること; ダイアメトラル継手の領域で中央ロータのダイアメトラル継手の付設の対抗部
材によるセクタロータの軸線の最大可能な取り囲みを確保すること; 中央ロータの動力学的変形及び熱変形を減少させかつその回転速度の上昇を可
能にするために、中央ロータの周縁部分を減少させることとである。
【0013】 記載した特異性は、機械の動力学的ひずみ及び熱負荷を減少させかつその効率
及び運転時間の向上を可能にする。
【0014】 入口−出口ダクト15、16、17、18は、90°までの角度だけ回転方向
に回転する際にセクタロータの球状面による重なりの領域における各ハウジング
半体において対状に直径上に互いに向かい合って位置し、上記角度90°はセク
タロータのダイアメトラル継手の軸線とゼロ子午線に関して設定される。図1及
び2において、ダクトの断面は機械の断面のゼロ子午線を通る平面に設定されて
いる。ダクト縁の極に続いて位置する部分の幅は、セクタロータの完全な重なり
の円の幅に等しいか又はそれよりも大きい。赤道領域のダクトのずれは、ダクト
が軸受ユニットから離れることを可能にし、その際セクタロータ−球底錐状体の
ダクトを閉鎖する球面状部分の厚さの増大は、ダクトの流過横断面を増大させる
ことを可能にする。図1には、ダクト15の実際の位置が符号19で表され、こ
こでは実線で縁の見えている部分がそして点線でセクタロータによって隠れた部
分が表される。斜線を施された領域20は、ダクト16の位置に相応する。図3
は作業室におけるサイクルの変換の瞬間におけるダクト15及び16の軸線を通
る断面II−IIを示し、断面は位相特定された角度80°だけセクタロータの
回転した位置に相応しかつ機械の動力学及び作業媒体の特性データに依存する。
入口−出口ダクトは、不連続の横断面のノズル部分を有する。ダクトの軸線は、
入口では好ましくは回転方向かつ出口15では好ましくは機械のロータの回転方
向と反対方向に接線方向の傾きを有することができる。矢印によって、入口16
における作業媒体の運動方向、作業室8におけるロータの回転方向に交わるその
運動及び機械の作業が蒸気機関として実現している場合の出口15へのその流出
を表す。室9は作業室でありかつ作業サイクルの終端にある。室10は緊張され
(室の容積は最少で、作業媒体は排出される)かつ作業媒体負荷の収容の準備状
態にある。可逆制御可能な低速運転される機械(例えば液圧ポンプ、液圧モータ
等)に対しては、位相特定された角度は90°に等しく、一方ダクトの接線傾斜
は無くされ得る。
【0015】 赤道領域に対する入口−出口ダクトのずれ、ノズル部分の存在及びダクトの接
線傾斜は、流入導管の流体動力学的抵抗を減少させ、作業媒体循環を容易にしか
つ軸受ユニットの作業条件を改善し、それによって機械の効率及び寿命が全体と
して高められることができる。セクタロータ6のダイアメトラル継手は、2つの
半体軸21及び22を有し、半体軸はセクタロータの突出部に取り付けられかつ
セクタロータにその本体で固定−及び調整装置;ピン23及びねじボルト24に
よって固定され、ピン及びねじボルトはセクタロータに対する半体軸の移動の可
能性を排除する。球面の中心点に面した側で各半体軸はピボットを有する。ピボ
ットは突出部として形成された球面状のメニスカス25中に設けられた孔中にあ
る。メニスカスは室を形成する球面に対して同軸的に配設されておりかつ中央ロ
ータ4の延長部を示す(ここで及び以下「メニスカス」として中央ロータにある
球面状の突出部を称し、一方継手は相応してメニスカス継手と称される)。セク
タロータ6はメニスカスの形状を繰り返しかつ突出部を形成する球面状中空空間
を有し、突出部にはメニスカス継手の半体軸が取り付けられている。メニスカス
継手の半体軸のピボットは複雑に、段のついた形状を有し、その際メニスカス中
の孔はピボット形を繰り返す。セクタロータ5の第2ダイアメトラル継手は、分
割されてない単一のシリンダ軸を有する。その際継手に小さいメニスカスが存在
し、一方軸はセクタロータとは分離して実施されかつセクタロータにメニスカス
の半体軸のように固定されることができる。継手におけるメニスカスの欠落はセ
クタロータ5の隣接した室の容積をロータ6の隣接した室の容積よりも大きくさ
せる。
【0016】 両ダイアメトラル継手がメニスカス構造を有する機械の好適な実施形態が可能
であり、その際室の容積は等しくされ得る。
【0017】 ダイアメトラル継手の軸の固着及び固定のための固定及び調整装置の使用は、
ロータの回転速度を高めかつその際ロータ群の組立て可能性の条件を確保するこ
とを行う。半体軸のピボットはメニスカス継手の負荷容量及び剛性を上昇させる
。ロータ群のダイアメトラル継手の列挙された特性は機械の能率を高めかつその
寿命を長くすることを可能にする。
【0018】 本発明による機械は、位相の特定された角度の値を変える心立て装置を有する
。ハウジング半体1及び2は、赤道平面において互いに結合しており、赤道平面
は各子午線部分において機械の極に対して等距離にある。ハウジング半体1の1
つにリング溝が存在し、リング溝にはハウジング半体2のリング状の突出部が進
入しかつ心立て装置が形成される。ハウジング半体は相互の及びゼロ子午線に対
する角変位を可能にする湾曲枠3の形の装置によって互いに結合されている。
【0019】 ハウジング半体1及び2の相互の角変位によって、位相の特定された角度の値
が変えられることができ、このことは機械の作業サイクルをロータの回転速度の
広い領域で最適にする可能性を与える。ハウジング半体の角変位の際に同時に位
相の特定された角度の変更(減少)と共に、積極的効果を伴って利用され得る精
密角度の変更が行われる。精密角度の減少の際に作業室の容積は幾分減少し、し
かしその際緊張された室の容積は増大し、その室内でロータの回転速度の増加に
伴って使用された作業媒体の量が増大し、作業媒体は緊張されるべき室を離れる
ことにはならない。ロータの回転速度の増加に伴う精密角度の減少は、ロータ群
における機械の運動学及び動力学によって制約された負荷を減少させる。
【0020】 心立て装置の記載の特異性は、ロータの回転速度の広い領域において機械の能
率を増大させることと、ロータ群における負荷を減少させることとを行わせ、こ
のことは機械の能率を高めかつその運転時間を長くする。
【0021】 ロータ群の潤滑と冷却の保証のために、セクタロータは軸に対して同軸的に延
び又は球底錐状体の2つ及びそれ以上のダクトにおいて扇状に離れる通しのダク
ト26若しくは27を有する。セクタロータ5にはダクトが分割されてないダイ
アメトラル継手の軸線のジャケット面上に向かい、そこでダクトは、セクタロー
タの分割されてない軸線の表面の形成部に沿って位置するダクト28によって互
いに連結される。
【0022】 メニスカス継手(セクタロータ6)の側でダクトは半体軸22及び21のジャ
ケット面の孔を介して半体軸に通じかつメニスカスの方向に向かう。メニスカス
にはダクトがラジアルダクト29及び30を介して中央ロータの中心点の孔から
合流しかつ中空空間31を形成する。形成された中空空間はロータ4及び5の精
密(Praezision)運動の際に分割されてないダイアメトラル継手の軸
のダクト28と互いに連通させられる。機械の1つの実施バリエーションが可能
であり、その際両ダイアメトラル継手はメニスカス構造を有する。その際2つの
メニスカス継手を有する中央ロータには両メニスカス継手から通じるラジアルダ
クトが中心点で合流し、その際ラジアルダクトは両セクタロータのダクトを連結
する。メニスカス継手の半体軸のピボットはメニスカスにおける孔からの油の流
出を阻止する。油は半体軸のダクトから毛細管開口32を介してメニスカス継手
に供給される。
【0023】 ロータ群の冷却を必要としない機械においては、ロータ5の貫通する同軸的な
ダクトはダイアメトラル継手の分割されてない軸上で中央ロータの中空空間に出
てかつそこからメニスカスのラジアルダクトを介してメニスカス継手の半体軸に
達する。セクタロータ6には通しのダクトは無く、かつ循環ダクト及びダクト2
8の横断面は減少されることができる。
【0024】 機械の動力学的に結合したロータ5、4、6は、フック継手の形のロータ群を
形成する。
【0025】 ロータ群のダクトを通って圧力下で油が搬送され、その主量はロータを冷却し
つつ機械の熱交換器に送られる。圧力及び遠心力による過負荷の下にダイアメト
ラル継手の潤滑のための油が周縁に移動し、そこでは油は中央ロータと機械ハウ
ジングの室を形成する表面との間の隙間に集まる。ロータ群の潤滑及び冷却の使
用によって、機械の能率及び運転時間は高められる。
【0026】 中央ロータの周縁からの油の除去のために機械ハウジングはスリット状のオイ
ルトラップ−ドレン装置を有し、オイルトラップ−ドレン装置は心立て装置と室
を形成する球面の内面との間のハウジング半体1及び2の部分平面に配設されて
いる。装置はその精密運動の際の中央ロータによる室を形成する球面状中空空間
の完全な重なりの領域のセクタにある。このセクタは影セクタと称される。影セ
クタは子午線に対して180°対称であり、その大きさはダイアメトラル継手の
軸線の直径及び機械の精度に依存する。装置はセクタロータ33を形成するハウ
ジング半体のダクトの間の室を形成する球状面上のスリットの形を有する。形成
されたダクトは1つ又は複数のラジアル方向のドレンダクト34を有する。オイ
ルトラップ装置は一般的に複数のスリット又は影セクタ中にある開口のシステム
によって形成されることができる。その際スリット(開口)は1つ又は複数の流
出ダクトによって連結されている。ダクト中にはスリット装置によって集められ
た油と隙間を貫流する作業媒体とが溜まり、これらはドレンダクトを介して機械
の潤滑及び冷却システムの収容容器中に排出される。スリット状オイルトラップ
装置−ドレン装置の使用によって、機械における油損失が減少されることができ
る。
【0027】 機械の組立て性を確保するために、セクタロータの球底錐状体を区画する軸部
分とハウジング半体中にありかつハウジング半体の室を形成する球状面上に向か
う開口との間に隙間がある。隙間は機械のハウジング半体部のロータ群(ロータ
4、5、6)の組込みの際のセクタロータの軸の傾斜を保証する。機械ハウジン
グの結合後隙間にシール装置35又は軸受ユニットの要素が配設されている。
【0028】 球面状ロータ式容積形機械は次のように作動する。
【0029】 機械の全てのロータは回転運動のみを行い、その際中央ロータ4はセクタロー
タ5、6の軸線とダイアメトラル継手の軸線の交差の中心点にある1点に関して
回転する。セクタロータ5及び6の中央ロータ4に対する精密変位は、ロータ群
の回転の際に生じる作業室9、10、11、12の調和のある容積変化を制約す
る。従って本発明は構造的かつ動力学的に対称の機械である。セクタロータ5に
隣接する室9及び10は、ハウジング半体1に設けられた入口16と出口15と
連通しておりかつ膨張円「A」を形成する。セクタロータ6に隣接する室11及
び12はハウジング半体2の入口17及び出口18と連通しておりかつ円「B」
を形成する。円「A」の隣接する室9及び10は円「B」の室11、12とはそ
れぞれロータ群の一回転中にそれぞれ完全な作業サイクル(圧縮−膨張)を行う
。従って機械の全部で4つの室9、10、11、12はロータ群の一回転中の完
全な作業サイクルを実施する。その際隣接する室は180°ずれた互いに反対の
作業サイクルを行う。例えば室9が緊張されると、室10は膨張されかつ最少の
容積を有する。
【0030】 円「A」と「B」における室の作業サイクルは動力学的に互いに90°ずれて
いる。
【0031】 機械の作業方法を簡単に記載するために、ロータ5及び6の両ダイアメトラル
継手がメニスカス25の等しい直径のメニスカス構造を有する機械が対象とされ
る。そのような機械では量膨張円「A」と「B」とは等しい。
【0032】 機械の2円システムから出発して、円「A」で行われるプロセスが記載されて
いる。円「B」において行われるプロセスは円「A」のプロセスの繰り返しであ
りかつ90°だけずれている。
【0033】 本発明による機械が膨張機械の運転状態において、しかし具体的には蒸気機関
の運転状態に投入される場合を対象とする。
【0034】 入口16及び17に作業媒体である加熱蒸気が圧力下で供給される。膨張円「
A」(図3)のセクタロータ5は、隣接する室の作業サイクルの交換の位置にあ
り、その中室10は緊張されかつ室9は膨張される。ロータ群が更に回転した際
(図1)、使用された作業媒体を有する室9は出口15と連通する。室9から出
口15への作業媒体の流出は室9の容積の同時の減少の下に行われる。その結果
室10の装填及びその膨張は作業サイクルの作用の下に行われる。中央ロータ4
の室を形成する表面上の作業媒体圧力は、中央ロータ4のダイアメトラル継手を
介して回転トルクを発生させるセクタロータ6によって収容される。室10にお
ける作業サイクルの終わりに、即ち想定されたプロセスの開始から180°後に
セクタロータ5による入口16の閉鎖が行われ、その際同時に室9において出口
15が閉鎖される。この瞬間から室9及び10は交代し、その際室は180°の
ずれをもって互いに反対に作動し、その場所及び作業サイクルのプロセスが繰り
返される。
【0035】 入口16の好適な接線傾斜は、ロータの回転方向における作業媒体流動に向け
られる。その際メニスカス継手の半体軸21及び22は、膨張する室内に進入す
る加熱作業媒体の直接の腐食作用を被らない。入口−出口ダクト15、16、1
7、18のノズル部分は、循環ダクトの横断面を増大させかつその液体動力学的
抵抗を減少させることを可能にする。
【0036】 ロータ4、5、6に隣接するロータ群の冷却及び機械のダイアメトラル継手の
軸線の潤滑のために、セクタロータ6のダクト27に潤滑及び冷却液体(以下「
液体」という)が供給される。セクタロータの部分で扇状に離れるダクト27を
通って液体が半体軸21及び22のラジアルダクトに流入し、半体軸を介して液
体は中央ロータ4に達しかつそれからセクタロータ5のダクトを通って機械から
排出される。メニスカス25の孔にある半体軸のピボットは、膨張室への液体の
流出を阻止する。毛細管ダクト32を通って液体がセクタロータ6のメニスカス
ジョイントの摩擦する面の間の遊隙空間に供給される。遠心力による過負荷の作
用の下に液体はメニスカス継手の半体軸に沿って中央ロータ4の周縁に移動し、
そこで液体はハウジング半体1及び2の室を形成する球面状中空空間と中央ロー
タ4との間の隙間に集まる。
【0037】 隙間から液体はスリット状のドレン装置によって排出され、その際液体はスリ
ット33に達しかつラジアル方向のドレンダクト34を通って機械から排出され
る。赤道平面で連結されている機械のハウジング半体1及び2は、熱及び動力負
荷の状況下での機械構造の対称性及び等強度を保証する、そのわけはハウジング
半体1及び2は互いに交換可能に作られることができるからである。
【0038】 その角変位の可能性を伴うハウジング半体1及び2を連結する心立て装置3の
使用は、位相の特定された角度及び精密角度の変更を行い、このことは作業サイ
クル及び機械能率の制御のために利用されることができる。
【0039】 本発明は可逆的に制御可能な機械である、そのわけは作業媒体がダクト15及
び18にダクト16及び17に及びダクト16及び17から排出される場合に、
ロータの回転方向の変更が行われるからである。
【0040】 本発明は圧縮機、チャジャー、ポンプ、膨張機械、配量装置としても使用され
ることができる。本発明は二円機械を示し、それによって本発明は例えば化学反
応、人工心肺機械、呼吸機械、二成分混合機等、組み合わされた設備としても使
用することが可能である。本発明はロータの回転速度の能率の理想の又は殆ど理
想の関係を有し、このことは例えばターボチャージャ機械における作業媒体装入
の管理及び制御を簡単化する可能性を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、球面状ロータ式容積形機械の縦断面図を示す。
【図2】 図2は、機械におけるロータが90°回転した状態を示す図である。
【図3】 図3は、作業室におけるサイクルの交換の瞬間における入口−出口ダクトの軸
線を通る断面図を示す。
【図4】 図4は、地理学上の座標に類似する機械の座標を示す図であり、その際点A、
B−機械の極−は、中空空間の室を形成する球面状中空空間状面とセクタロータ
の回転軸線の交点によって形成されている。 角度αは機械の精度の角度(二軸のなす角度)である(後期ラテン語プレセシ
オ「praecessio」−運動」である。 円弧ACB−座標系のゼロ子午線−は機械の極を最短距離で結ぶ球状面上の線
である。座標の読み取りの正方向として主作業サイクルにおける機械のロータの
回転方向が設定され、角度λ;角度φ−座標の幅であり、セクタロータの回転軸
線から算出される。 赤道−球状面上の線であり、線は各子午線断面において極に対して等距離にあ
る。円は点PCを通る。 線AMPB−球面の子午線部分であり、AO=CB、AP=PB、ここに点M
は座標である。 幅−角度Ψ 長さ−角度λ
【符号の説明】
1 ハウジング半体 2 ハウジング半体 4 中央ロータ 5 セクタロータ 6 セクタロータ 9 作業室 10 作業室 11 作業室 12 作業室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F04C 18/34 F04C 3/00 Z (31)優先権主張番号 99111235 (32)優先日 平成11年5月24日(1999.5.24) (33)優先権主張国 ロシア(RU) (31)優先権主張番号 99111237 (32)優先日 平成11年5月24日(1999.5.24) (33)優先権主張国 ロシア(RU) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AU ,CN,IL,JP,KR,US 【要約の続き】 網25,27、28、29及び30を介して行われる。 機械ハウジングにおいて、スリット状のオイルトラップ ードレン装置33が設けられる。ハウジング半体1,2 と軸7との間に機械の組み立て可能性を確保するための 隙間が設けられる。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに結合された2つのハウジング半体(1;2)から成る
    ハウジングを備え、ハウジングの球面状中空空間には4つの作業室(9;10;
    11;12)を形成する3つのロータ(4;5;6)があり、その際中央ロータ
    (4)は各側で相応して球底錐状体として形成されたセクタロータ(5;6)と
    ダイアメトラル継手によって結合されている、球面状ロータ式容積形機械におい
    て、 セクタロータ(5;6)の室を形成するラジアル表面は少なくとも2つの平面
    又は湾曲した又は湾曲平面の表面によって形成されており、一方中央ロータ(4
    )の室を形成する表面はそのセクタロータ(5)又はセクタロータ(6)の相応
    した表面の形を繰り返すことを特徴とする前記球面状ロータ式容積形機械。
  2. 【請求項2】 入口−出口ダクト(15;16;17;18)が、不規則な
    横断面のノズル部分を備えることを特徴とする請求項1に記載の機械。
  3. 【請求項3】 入口−出口ダクト(15;16;17;18)の軸線が接線
    傾斜を有し、その際各入口の軸線が好ましくは機械のロータ(4;5;6)の回
    転方向にかつ出口の軸線がその回転方向と反対方向に傾いていることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の機械。
  4. 【請求項4】 セクタロータ(6)のダイアメトラル継手が、セクタロータ
    (6)の突出部に取り付けられかつセクタロータに固定された2つの半体軸(2
    1;22)を備え、その際球面の中心点に面した側に半体軸がピボットを有し、
    半体軸は突出部として形成された球面形状のメニスカス(25)に形成された孔
    中にあり、メニスカスは室を形成する球面に対して同軸的に配設されておりかつ
    中央ロータ(4)の延長部であり、一方セクタロータ(6)はメニスカス形状を
    繰り返す球面状中空空間を備え、その際他のセクタロータ(5)は好ましくは分
    割されてない1つのシリンダ軸を備えたダイアメトラル継手を有することを特徴
    とする請求項1から3までのうちのいずれか1つに記載の機械。
  5. 【請求項5】 ハウジング半体(1;2)が各子午線部分で機械の極に対し
    て等距離にある赤道平面において互いに結合していることを特徴とする請求項1
    から4までのうちのいずれか1つに記載の機械。
  6. 【請求項6】 ハウジング半体(1;2)が相互の及びゼロ子午線に対する
    角変位を可能にする装置(3)によって連結されていることを特徴とする請求項
    1から5までのうちのいずれか1つに記載の機械。
  7. 【請求項7】 セクタロータ(5;6)の各々が、軸に対して同軸的に延び
    かつ球底錐状体において2つ及び複数のダクトに扇状に離れる通しのダクトを備
    え、ダクトはセクタロータ(5)の分割されてないダイアメトラル継手の軸のジ
    ャケット面上に向かい、そこでダクトは分割されてない軸の表面に沿って延びる
    ダクトによって互いに連結されており、一方ダクトはメニスカス継手の側で半体
    軸(21;22)のジャケット面の孔を介して半体軸に通じており、かつメニス
    カス(25)の方向に通じており、そこでダクトはダクトを介してメニスカス(
    25)の孔から中央ロータ(4)の中心点(31)に合流し、かつロータ相互の
    精密運動の際に分割されてないダイアメトラル継手の軸のダクトと連通し、又は
    2つのメニスカス継手を有する中央ロータ(4)においてメニスカス継手のラジ
    アルダクトが中心点で合流しかつ両セクタロータのダクトを連結していることを
    特徴とする請求項1から6までのうちのいずれか1つに記載の機械。
  8. 【請求項8】 機械ハウジング(1;2)にオイルトラップードレンスリッ
    ト又は複数のスリット又は複数の開口が設けられており、開口等は室を形成する
    球面状中空空間で中央ロータの精密運動の際に中央ロータ(4)による室を形成
    する球面状中空空間の完全な閉鎖の領域の赤道に取り付けられかつ1つ又は複数
    の流出ダクトによって連結していることを特徴とする請求項1から7までのうち
    のいずれか1つに記載の機械。
  9. 【請求項9】 セクタロータの球底錐状体と境を接する軸部分とハウジング
    半体の室を形成する球状面上に向かうハウジング半体の表面との間に、機械ハウ
    ジングへのロータ群の組み込みの際にセクタロータの軸の傾斜を保証する隙間が
    あり、その際隙間にはハウジング半体(1;2)の連結の後、シール装置(35
    )又は軸受ユニットの要素が配設されることを特徴とする請求項1から7までの
    うちのいずれか1つに記載の機械。
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