JP4405808B2 - 容積式ロータリーマシン - Google Patents
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Description
・ アイドル時に、シリンダを大気圧の空気で満たし、
・ アイドル時に、圧縮比を減少させ、
・ フルパワーに達するまで、圧力比の値を徐々に増加させなければならない。
動作チャンバを画定する円筒形の内側表面を有するケーシングと、
その動作チャンバ内のロータであって、前記内側表面の軸であるチャンバの軸の周りを旋回するように取り付けられ、円筒形の外側表面を有し、そのチャンバの軸がロータを通り、その外側表面の母線が前記内側表面に隣接しており、直径に対して反対側の母線が前記内側表面から隔てられている、ロータと、
ケーシングの上に取り付けられ、チャンバ軸と平行な軸の周りを旋回可能なベーン部材であって、ケーシング内の流体入口/出口アパーチャ内に収容され、ケーシング外部と動作チャンバの間を連絡する通路を有し、前記旋回軸と同軸でロータの長さと実質的に同じ長さの弓形の面を有し、その弓形のそれぞれの横方向端部から旋回軸に向かって延びる端面を有し、ロータに隣接して先端面を有し、前記面が、対応するケーシングの隙間およびロータに対して封止面であるベーン部材と、
ベーン部材の先端面がロータの外側表面と封止接触を保つようにベーン部材をロータに連結するリンク機構であって、そのリンク機構が連接軸を有する連接によってベーン部材に連結され、その連接軸および前記外側表面の軸を含む平面が封止接触領域を通過する、リンク機構とを備える容積式ロータリーマシンを提供する。
2 周辺壁
3 内側表面
4 ロータ
4a ロータの内部部分
4b 外部部分
4c リングベアリング
6 サイドディスク
6' サイドディスク
7 周面
9 駆動軸
11 表面
13 母線
14a 出口オリフィス
14b 排出オリフィス
16 スライドリング
17 ベーン部材
17a 通路
17b 端部壁
17c 壁
17d 端部片
17e 弓形表面
17g 先端面
18 アパーチャ
19 レバーアーム
22 矢印
23 通路
23' 通路
26 流体移動穴
27 重量削減用穴
28 連結リンク
28a 一端
28b 他端
29 延長部分
30 連接軸
31 リードバルブ
32 出口オリフィス
33 補強用リブ
41 エンジン
42 損失回収タービン
43 バルブ
44 吸気マニホルド
46 管路
51 バランスアーム
52 バランスアーム
53 固定アーム
54 バランスアーム
56 バランスアーム
61 ラビリンスシール
71 付属物
72 凹部
73 可撓性材料、可撓性コーティング
74 可撓性材料、可撓性コーティング
75 軸方向溝
75a 側壁
75b 側壁
81 圧縮機
82 タービン
83 サイドリング
Claims (35)
- 容積式ロータリーマシンであって、
動作チャンバを画定する円筒形の内側表面(3)を有するケーシング(1)と、
前記動作チャンバ内のロータ(4)であって、前記内側表面(3)の軸であるチャンバの軸の周りを旋回するように取り付けられ、円筒形の外側表面(11)を有し、前記チャンバの軸が前記ロータを通り、前記外側表面の母線(13)が前記内側表面に隣接しており、直径に対して反対側の母線が前記内側表面から隔てられているロータ(4)と、
前記ケーシングの上に取り付けられ、前記チャンバ軸と平行な旋回軸の周りを旋回可能なベーン部材(17)であって、前記ケーシング内の流体入口および出口アパーチャ(18)内に収容され、前記ケーシング外部と前記動作チャンバとの間を、前記ベーン部材および前記ロータの旋回ポジションに関係なく、常時、連絡する通路(17a)を有し、前記旋回軸と同軸でロータ(4)の長さと同じ長さの弓形の面(17b)を有し、前記弓形の面のそれぞれの横方向端部から旋回軸に向かって延びる端面(17f)を有し、ロータに隣接して先端面(17g)を有し、前記面が、対応するケーシングのアパーチャ(18)および前記ロータに対して封止面であるベーン部材(17)と、
前記ベーン部材(17)の前記先端面(17g)が前記ロータ(4)の前記外側表面と封止接触を保つように前記ベーン部材(17)を前記ロータに連結するリンク機構(19,28,30)であって、前記リンク機構が連接軸(30)を有する連接によって前記ベーン部材に連結され、前記連接軸および前記外側表面の前記軸を含む平面が前記ベーン部材先端面(17g)と前記ロータ(4)の前記円筒形の外側表面との間の封止接触領域を通過するリンク機構(19,28,30)と、を備えることを特徴とする容積式ロータリーマシン。 - 前記ロータのそれぞれの端部に1対のディスクを含み、前記ディスクが前記チャンバ軸の周りを前記ロータの旋回と同期して回転し、前記動作チャンバのそれぞれの端部を画定することを特徴とする請求項1に記載のマシン。
- 前記ディスクの少なくとも1つが、ケーシング内の少なくとも1つの入口/出口ポートを覆うシャッタを構成し、前記シャッタが、第1端部を前記動作チャンバ内に、第2端部を前記動作チャンバの外に有し、前記シャッタの回転につれて前記入口/出口ポートに周期的に重なり合う、少なくとも1つの通路を有することを特徴とする請求項2に記載のマシン。
- 前記通路の第2端部が前記シャッタの周辺部にあることを特徴とする請求項3に記載のマシン。
- 前記通路がシャッタの内面および周辺部で溝開口の形状であることを特徴とする請求項4に記載のマシン。
- 複数の前記通路が円周方向に連続して配置されていることを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のマシン。
- 複数の前記入口/出口ポートが円周方向に連続して配置されていることを特徴とする請求項3ないし請求項6のいずれか1項に記載するマシン。
- 前記ケーシングが複数の流体入口/出口ポートを有することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記流体入口/出口ポートを選択的に閉じる手段を含むことを特徴とする請求項8に記載のマシン。
- 前記閉じる手段がスライダを含むことを特徴とする請求項9に記載のマシン。
- 前記スライダが前記ケーシングの周りに延びるリングの形態であることを特徴とする請求項10に記載のマシン。
- 前記ケーシング内の前記アパーチャが、前記ベーン部材の弓形表面に対応する表面を0°にとってそこから70°までの角度範囲、たとえば40°にわたって延びることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のマシン。
- 流体が、前記ベーン部材内の前記通路を通って入り、ケーシングが、前記アパーチャの端部から140°の角度範囲内に少なくとも1つの排出オリフィスを有する圧縮機として機能することを特徴とする請求項12に記載のマシン。
- 前記ケーシングが、角度範囲240°〜360°内に少なくとも1つの出口オリフィスを有することを特徴とする請求項12または請求項13に記載のマシン。
- 前記ケーシングが、リードバルブを備える少なくとも1つの出口オリフィスを有することを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記ロータの外側表面が、前記ロータと前記ケーシングとの間でラビリンス型のシールを提供する軸方向の溝を有することを特徴とする請求項1ないし請求項15のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記溝の深さが前記溝の幅に実質的に等しいことを特徴とする請求項16に記載のマシン。
- 隣接する溝がその間に、前記溝の幅より小さな幅を有するフィンを画定することを特徴とする請求項16または請求項17に記載のマシン。
- 前記ロータが回転する内部部分および回転しない外部部分を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項18のいずれか1項に記載のマシン。
- 前記ベーン部材の前記内側端部が、前記ロータの前記外部部分の前記外側表面の凹部で受けられることを特徴とする請求項19に記載のマシン。
- 前記ロータの前記外部部分の前記外側表面が、可撓性材料、例えばゴムのコーティングを有することを特徴とする請求項19または請求項20に記載のマシン。
- 前記コーティングが軸方向に延びる溝を有することを特徴とする請求項21に記載のマシン。
- 端部溝が、1つの急勾配の側壁および1つの緩やかに傾斜する側壁を有することを特徴とする請求項22に記載のマシン。
- 前記リンケージが、前記外側表面の軸と一体の軸上で前記ロータの延長部に連接されている一端と、前記連接軸上で前記ベーン部材に固定されたレバーアームに連接された他端とを有し、前記旋回軸の周りを旋回可能な連結リンクを備えることを特徴とする請求項1ないし請求項23のいずれかに記載のマシン。
- 前記リンケージが、前記ロータ延長部と前記旋回軸との間に連結されたバランスリンクをさらに備えることを特徴とする請求項24に記載のマシン。
- 吸気マニホルドを有する内燃エンジンと、前記マニホルドに連結された少なくとも1台の、請求項1ないし請求項25のいずれか1項に記載のマシンと、を備えることを特徴とするエンジンシステム。
- 少なくとも2台の前記マシンが前記吸気マニホルドに連結されていることを特徴とする請求項26に記載のエンジンシステム。
- 少なくとも1台の前記マシンが、前記マシンから前記吸気マニホルドまたは外気の方向へ選択的に空気流を向けるためのバルブによって前記吸気マニホルドに連結されることを特徴とする請求項27に記載のエンジンシステム。
- 不平衡力が互いに対向するような方式で1対の前記マシンを配置することを特徴とする請求項27に記載のエンジンシステム。
- 少なくとも1台の前記マシンがエネルギー使用装置に連結され、前記マシンのロータが、大気圧の空気と前記吸気マニホルド内の空気との間の圧力差によって駆動可能であることを特徴とする請求項26ないし請求項29のいずれか1項に記載のエンジンシステム。
- 好ましくは圧縮機および/または発電機を駆動する排気タービンをさらに備えることを特徴とする請求項26ないし請求項30のいずれか1項に記載のエンジンシステム。
- 前記排気タービンが、請求項13および請求項14を除く請求項1ないし請求項25のいずれか1項に記載のマシンによって構成されることを特徴とする請求項31に記載のエンジンシステム。
- 圧縮機およびエキスパンダを含み、少なくともそのうちの1台が請求項1ないし請求項25のいずれか1項に記載のマシンで構成されていることを特徴とするヒートポンプ。
- それぞれ請求項1ないし請求項25のいずれか1項に記載のマシンを備え、前記2台のマシンのケーシングが端と端を固定され、共通軸を有し、前記2台のマシンのロータが同期して旋回するように連動可能に連結されていることを特徴とする結合された圧縮機およびエキスパンダ。
- 前記2台のマシンの前記ロータの軌道が、共通軸に対して反対方向へずれていることを特徴とする請求項34に記載の結合された圧縮機およびエキスパンダ。
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