FI120468B

FI120468B - Pump or motor

Info

Publication number: FI120468B
Application number: FI20051266A
Authority: FI
Inventors: Heikki Kauppinen
Original assignee: Maraplan Oy
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2009-10-30
Also published as: FI20051266A; WO2007065976A1; FI20051266A0

Description

Pumppu tai moottoriPump or motor

Keksinnön kohteena on pumppu tai moottori, joka käsittää rungon, jossa rungossa on seinämä, pohja ja kansi, jotka rajaavat sisäänsä tilan, kampiakselin, jossa on 5 tilan sisään sijoittuva tappi ja tilan ulkopuolelle ulottuva varsiosa, jolloin tappi ja varsiosa ovat epäkeskisiä, ja siipiä, jotka on kiinnitetty ensimmäisestä päästään nivelöidysti seinämään ja toisesta päästään nivelöidysti tapin ympärille järjestettyihin keskikappaleisiin.The invention relates to a pump or motor comprising a body having a wall, a base and a cover defining a space, a crankshaft having a 5-position pin and an outermost shaft portion, wherein the pin and shaft portion are eccentric, and blades, the first end being pivotally mounted on the wall and the second end pivotally mounted on center pieces arranged around the pin.

10 Tunnetuissa polttomoottoreissa on sylintereitä, joissa on edestakaista liikettä tekevä mäntä. Kun mäntien edestakainen liike muutetaan kampiakselin pyöriväksi liikkeeksi, kampiakseliin kohdistuu suuria poikittaisia voimia ja haitallista värähtelyä. Toimivan mäntämoottorin rakentaminen edellyttääkin mäntien ja kampiakselin yhteistoiminnan tarkkaa suunnittelua ja mitoitusta, mikä nostaa moottorin valmis-15 tuskustannuksia. Lisäksi edestakaisen liikkeen muuttaminen pyöriväksi liikkeeksi synnyttää väistämättä kitkavoimia, jotka heikentävät moottorin hyötysuhdetta.10 Known internal combustion engines have cylinders with reciprocating piston. When the reciprocating movement of the pistons is turned into a rotating movement of the crankshaft, the crankshaft is subjected to high transverse forces and harmful vibration. Therefore, the construction of a functioning piston engine requires precise design and dimensioning of the piston and crankshaft interaction, which increases the cost of manufacturing the engine. In addition, turning a reciprocating motion into a rotating motion will inevitably generate frictional forces that will impair the efficiency of the engine.

Polttomoottorin rakenteen yksinkertaistamiseksi ja hyötysuhteen parantamiseksi on kehitetty moottorirakenteita, joissa männät tai niitä vastaavat rakenneosat tekevät pyörivää liikettä. Tällaisista moottoreista tunnettuja rakenteellisia ratkaisuja 20 on käytetty myös pumpuissa ja kompressoreissa.In order to simplify the construction of the internal combustion engine and improve its efficiency, engine structures have been developed in which the pistons or their corresponding components make a rotary movement. Known structural solutions 20 for such motors have also been used in pumps and compressors.

Julkaisusta W003004842 tunnetaan moottori, jossa rungon sisällä olevassa kammiossa on kolmiota muistuttava, akselin ympärille sovitettu kiertomäntä. Kier-tomäntä ja kammion seinämät rajaavat väliinsä palotiloja, joiden tilavuus muuttuu akselin kierroksen aikana. Kammiossa suurella nopeudella pyörivän männän "kär-25 ki ” hankaa jatkuvasti kammion seinämää, minkä vuoksi palotilasta on hankala saada tiivistä. Viitejulkaisuissa FR 2542041 ja US 3601512 on esitetty ratkaisuja, jossa rungon sisällä on pyörivä roottori, johon on kiinnitetty laakeroidusti siipiä. Siipien ulompien päiden ja rungon seinämän välissä on rengas, joka pyörii rungon sisällä laakeroinnin varassa. Tällainen moottori on rakenteeltaan monimutkainen 30 ja kallis.W003004842 discloses an engine having a chamber inside the body having a reciprocating piston resembling a triangle. The rotary piston and the chamber walls define between them the combustion chambers, whose volume changes during rotation of the shaft. FR 2542041 and US 3601512 disclose solutions with a rotating rotor with bearings on the outer ends of the blades which are mounted on the inside of the body. The rotor piston "tip 25" is constantly rubbing the chamber wall, which makes it difficult to obtain a tight seal in the combustion chamber. and, between the body wall, there is a ring which rotates inside the body for bearing, such an engine having a complicated structure and expensive.

Julkaisuissa US 3364908 ja WO9829650 on kuvattu moottoreita, joissa paikallaan pysyvän rungon sisällä on sylinterimäinen kammio. Kammion sisällä on pyörivä roottori, joka käsittää kampiakselin ja joukon mäntälevyjä. Mäntälevyt on kiinnitetty ensimmäisestä päästään nivelöidysti rungon sisäseinämään ja toisesta päästään 2 yhdysvarren välityksellä kampiakselin epäkesko-osiin. Mäntälevyt ja rungon seinämät rajaavat väliinsä kammiot, jotka toimivat polttoaineseoksen palotiloina. Tässä ratkaisussa mäntälevyjen voima johdetaan kampiakselille perinteisestä mäntämoottoreista tunnetulla yhdysvarsirakenteella, mikä johtaa tehohäviöihin ja 5 huonoon hyötysuhteeseen. Julkaisun WO9829650 katsotaan edustavan lähintä tunnettua tekniikkaa.US 3364908 and WO9829650 describe engines having a cylindrical chamber inside a stationary body. Inside the chamber is a rotating rotor comprising a crankshaft and a plurality of piston plates. The piston plates are pivotally attached at one end to the inner wall of the body and at the other end 2 via the linkage to the eccentric parts of the crankshaft. The piston plates and the walls of the frame define the chambers that act as the fuel blast furnaces. In this solution, the force of the piston plates is applied to the crankshaft by a linkage structure known from the conventional piston engines, which results in power losses and poor efficiency. WO9829650 is considered to represent the closest prior art.

Keksinnön tavoitteena on tuoda rakenteeltaan uudenlainen laite, jolla voidaan vähentää tunnettuun tekniikkaan liittyviä epäkohtia. Keksinnön mukaisesta laitteesta voidaan valmistaa useita eri suoritusmuotoja, jotka voivat toimia pumppuna, 10 kompressorina, paineenalaisella fluid ilia toimivana moottorina tai toimilaitteena tai polttomoottorina.It is an object of the invention to provide a device of a new design which can reduce the drawbacks of the prior art. The device according to the invention can be manufactured in a variety of embodiments which can act as a pump, a compressor, a motor or actuator under pressure fluid or an internal combustion engine.

Keksinnön mukaiset tavoitteet saavutetaan laitteella, joille on tunnusomaista, mitä on esitetty itsenäisessä patenttivaatimuksessa. Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.The objects of the invention are achieved by means of a device characterized in what is stated in the independent claim. Certain preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.

15 Keksinnön mukainen laite voi olla suoritusmuodosta riippuen moottori tai pumppu. Laite käsittää rungon, jossa on edullisesti lieriömäinen seinämä sekä pohja ja kansi, jotka rajaavat yhdessä sisäänsä tilan. Laiteessa on lisäksi kampiakseli, jossa on tilan sisään sijoittuva tappi ja tilan ulkopuolelle ulottuva varsiosa. Tappi ja varsiosa ovat toisiinsa nähden epäkeskisiä, joten varsiosan pyöriessä pyöräh-20 dysakselinsa ympäri tappi liikkuu tilan sisällä ympyrän muotoista rataa pitkin. Tilan sisällä on siipiä, jotka on kiinnitetty ensimmäisestä päästään nivelöidysti rungon seinämän sisäpintaan ja toisesta päästään nivelöidysti tapin ympärille järjestettyihin keskikappaleisiin. Keksinnön mukaisessa laitteessa siivet on järjestetty tilaan siten, että rungon pohja ja kansi sekä tilan sisällä olevat siivet ja keskikappaleet 25 muodostavat kammion. Kampiakselin pyöriessä siipien asento ja keskikappalei-den etäisyys siivistä muuttuu, jolloin myös kammion tilavuus muuttuu. Kammion tilavuus saavuttaa minimi- ja maksimiarvonsa kampiakselin yhden kierroksen aikana.Depending on the embodiment, the device according to the invention may be a motor or a pump. The device comprises a body, preferably having a cylindrical wall, and a bottom and a lid which together define the space. The device also has a crankshaft with a pin located inside the space and an arm portion extending beyond the space. The pin and the stem portion are eccentric with respect to each other, so that as the shaft portion rotates about its wheel-20 dysaxis, the pin moves inside the space along a circular path. Inside the space are wings which are pivotally connected at one end to the inner surface of the body wall and at the other end to pivotally arranged centerpieces around the pin. In the device according to the invention, the wings are arranged in a space such that the bottom and the cover of the body, as well as the wings and center pieces 25 inside the space, form a chamber. As the crankshaft rotates, the position of the blades and the distance of the centerpieces from the blades change, so that the volume of the chamber also changes. The chamber volume reaches its minimum and maximum values in one revolution of the crankshaft.

30 Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa laite on pumppu, jolloin laite käsittää ulkoisen voimanlähteen kampiakselin varsiosan pyörittämistä varten. Rungon pohjassa on tällöin ainakin yksi tuloputki fluidin johtamiseksi kammioon kampiakselin kierroksen ensimmäisessä vaiheessa ja ainakin yksi poistoputki fluidin johtamiseksi pois kammiosta kampiakselin kierroksen toisessa vaiheessa.In a preferred embodiment of the invention, the device is a pump, wherein the device comprises an external power source for rotating the crank shaft arm. The bottom of the body then has at least one inlet conduit for introducing fluid into the chamber during the first stage of the crankshaft revolution and at least one outlet conduit for deflecting fluid from the chamber during the second stage of the crankshaft revolution.

33

Keksinnön eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa laite on paineenalai-sella fluidilla toimiva moottori, jolloin rungon pohjassa on ainakin yksi tuloputki paineenalaisen fluidin johtamiseksi kammioon kampiakselin kierroksen ensimmäisessä vaiheessa ja ainakin yksi poistoputki fluidin johtamiseksi pois kammiosta 5 kampiakselin kierroksen toisessa vaiheessa.In another preferred embodiment of the invention, the device is a pressurized fluid motor having at least one inlet pipe at the bottom of the body for introducing pressurized fluid into the chamber in the first stage of the crankshaft revolution and at least one outlet pipe for discharging fluid from the chamber.

Keksinnön eräässä kolmannessa edullisessa suoritusmuodossa laite on pai-neenalaisella fluidilla toimiva toimilaite, jolloin laitteessa on neljä siipeä ensimmäisen kammion ja toisen kammion muodostamiseksi. Tällöin rungon pohjassa on lisäksi ensimmäinen tuloputki paineenalaisen fluidin johtamiseksi ensimmäiseen 10 kammioon kampiakselin kierroksen ensimmäisessä vaiheessa ja toinen tuloputki paineenalaisen fluidin johtamiseksi toiseen kammioon kampiakselin kierroksen toisessa vaiheessa kampiakselin saattamiseksi edestakaiseen pyörähtävään liikkeeseen.In a third preferred embodiment of the invention, the device is a pressurized fluid actuator, the device having four blades for forming a first chamber and a second chamber. Thus, there is further provided at the bottom of the body a first inlet for introducing pressurized fluid into the first chamber in the first stage of the crankshaft rotation and a second inlet for introducing pressurized fluid in the second chamber during the second stage of crankshaft rotation.

Keksinnön eräässä neljännessä edullisessa suoritusmuodossa laite on poltto-15 moottori, jolloin laitteessa on sytytystulppa ilman ja polttoaineen seoksen sytyttämiseksi ja venttiilikoneisto. Venttiilikoneistossa on imukanava ilman ja polttoaineen seoksen johtamiseksi kammioon kampiakselin ensimmäisen kierroksen aikana ja poistokanavan palokaasujen johtamiseksi pois kammiosta kampiakselin toisen kierroksen aikana. Edullisesti venttiilikoneisto on järjestetty laitteen kanteen ja sy-20 tytystulppa laitteen pohjaan.In a fourth preferred embodiment of the invention, the device is a combustion engine, the device having a spark plug for igniting a mixture of air and fuel, and a valve mechanism. The valve mechanism has an inlet duct for introducing a mixture of air and fuel into the chamber during the first crankshaft revolution and for the exhaust channel exhaust gases to be expelled from the chamber during the second crankshaft revolution. Preferably, the valve actuator is disposed on the cover of the device and the injection plug on the bottom of the device.

Keksinnön eräässä viidennessä edullisessa suoritusmuodossa laite on kaksi rinnakkaista tilaa käsittävä polttomoottori, jossa on puristusosa ilman ja polttoaineen kokoonpuristamista varten ja palamisosa ilman ja polttoaineen seoksen polttamista varten. Tällöin puristusosan ja palamisosan kansi on korvattu yhteisellä välile-25 vyllä, jossa on kaasunvaihtoreikä kokoonpuristetun kaasun johtamiseksi puristusosan kammiosta palamisosan kammioon. Tässä suoritusmuodossa kampiakseli käsittää puristusosassa olevan ensimmäisen osan ja palamisosassa olevan toisen osan, jotka on yhdistetty toisiinsa yhdistyslaipalla. Edullisesti kampiakselin ensimmäisen osan ja toisen osan kiertoasennossa on vaihe-ero.In a fifth preferred embodiment of the invention, the apparatus is a two-space internal combustion engine having a compression portion for compressing air and fuel and a combustion portion for burning a mixture of air and fuel. In this case, the lid of the press member and the combustion member is replaced by a common spacer having a gas exchange hole for introducing compressed gas from the chamber of the press member into the chamber of the combustion member. In this embodiment, the crankshaft comprises a first portion in the clamping portion and a second portion in the combustion portion interconnected by a connecting flange. Preferably, there is a phase difference in the position of rotation of the first part and the second part of the crankshaft.

30 Keksinnön etuna perinteisiin mäntämoottoreihin ja -pumppuihin verrattuna on se, että siinä ei ole mäntien edestakaisesta liikkeestä aiheutuvaa tärinää.An advantage of the invention over conventional piston engines and pumps is that it is free of vibrations due to reciprocating piston movement.

Keksinnön mukaisen moottorin etuna on, että palokaasujen poistovaihe voidaan mitoittaa melko vapaasti, jolloin poistumispaineesta saadaan pieni. Tämän ansiosta moottorin hyötysuhde paranee. Siipien muotoilun ansiosta kammiot tyhjentyvät palokaasuista työtahdin lopussa miltei täydellisesti, joten uuteen polttoaineseok- seen ei sekoitu palokaasuja. Tämä parantaa edelleen moottorin hyötysuhdetta.An advantage of the engine according to the invention is that the exhaust gas removal step can be dimensioned quite freely, whereby the outlet pressure is small. This results in improved engine efficiency. Due to the design of the blades, the chambers are almost completely emptied of combustion gases at the end of the stroke so that no new combustion gases are mixed with the new fuel mixture. This further improves engine efficiency.

44

Edelleen keksinnön etuna on, että kammioiden tiivistäminen on helppoa, koska tiivistyspinnat ovat tasomaisia.A further advantage of the invention is that the sealing of the chambers is easy because the sealing surfaces are planar.

5 Lisäksi keksinnön mukaisen moottorin etuna on, että se on kevyt, koska siinä ei ole perinteisesti moottoreihin kuuluvia osia, kuten sylinteriä, mäntää ja kiertokan-kea.A further advantage of the engine according to the invention is that it is light in that it does not traditionally comprise engine parts, such as a cylinder, a piston and a crank.

Vielä keksinnön mukaisen moottorin etuna on, että siinä palokaasujen paine kohdistetaan suoraan kampiakseliin ilman voimaa siirtäviä rakenneosia. Näin moottori 10 on saatu rakenteeltaan yksinkertaiseksi, jolloin sen valmistuskustannukset jäävät pieniksi.A further advantage of the engine according to the invention is that it places the pressure of the combustion gases directly on the crankshaft without power transmission components. In this way, the motor 10 is made simple in structure, thus reducing its manufacturing costs.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan oheisiin piirustuksiin, joissa kuvat 1a-1c esittävät esimerkinomaisesti erästä keksinnön mukaista laitetta 15 ja eräitä sen yksittäisiä osia, kuvat 2a-2g esittävät kuvissa 1a-1c esitetyn laitteen siipien asennon ja siipien rajaaman kammion tilavuuden muuttumista kampiakselin yhden kierroksen aikana, kuva 3 esittää esimerkinomaisesti erään keksinnön mukaisen laitteen toisen edullisen suoritusmuodon toimintaperiaatetta, 20 kuvat 4a-4f esittävät esimerkinomaisesti erään keksinnön mukaisen laitteen kolmannen edullisen suoritusmuodon toimintaperiaatetta, kuva 5 esittää esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen laitteen erästä neljättä edullista suoritusmuotoa, kuvissa 6a-6g on havainnollistettu kuvasarjan avulla kuvan 5 mukaisen laitteen 25 toimintaa, kuvissa 7a-7c on esitetty esimerkinomaisesti keksinnön mukaisen laitteen eräs viides edullinen suoritusmuoto ja kuvissa 8a-8f on havainnollistettu kuvasarjan avulla kuvissa 7a-7c esitetyn laitteen toimintaa.The invention will now be described in detail. Referring to the accompanying drawings, in which Figures 1a-1c illustrate, by way of example, a device 15 according to the invention and some individual parts thereof, Figures 2a-2g show a change in the blade position of the device shown in Figures 1a-1c Figures 4a-4f illustrate an operating principle of a second preferred embodiment of a device according to the invention, Figures 4a-4f illustrate an operating principle of a third preferred embodiment of a device according to the invention, Figure 5 illustrates a fourth preferred embodiment of a device according to the invention Figures 7a-7c illustrate by way of example a fifth preferred embodiment of the device according to the invention, and Figures 8a-8f illustrate, by means of a series of images, the apparatus shown in Figures 7a-7c. een activities.

55

Kuvassa 1a on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukaisen laitteen edullinen suoritusmuoto poikkileikkauksena ja kuvassa 1b edestä katsottuna. Kuvassa 1c on esitetty laitteen yksittäisiä osia aksonometrisinä kuvina. Kuvissa esitettyä laitetta voidaan käyttää esimerkiksi öljy- tai vesipumppuna tai kompressorina.Fig. 1a shows, by way of example, a preferred embodiment of the device according to the invention in cross-section and Fig. 1b is a front view. Figure 1c is a perspective view of the individual parts of the device. The device shown in the figures can be used, for example, as an oil or water pump or as a compressor.

5 Keksinnön mukaisessa laitteessa on runko 10, jossa on edullisesti lieriömäinen seinämä 12 ja seinämän ensimmäiseen reunaan kiinnittyvä pohja 14. Seinämän toiseen reunaan on kiinnitetty levymäinen kansi 16 siten, että seinämä, kansi ja pohja rajaavat sisäänsä sylinterimäisen onton tilan 17. Kansi on kiinnitetty seinämään irrotettavasti kiinnityspulteilla 18. Kannen reunoissa on läpimenevät reiät ja 10 seinämän 12 päätypinnassa on sisäkierteelliset kiinnitysreiät kiinnityspultteja varten. Laitteen sisäpuolisen rakenteen esille tuomiseksi kantta ei ole esitetty kuvassa 1b.The device according to the invention has a body 10, which preferably has a cylindrical wall 12 and a base 14 adhering to the first edge of the wall, a plate-like lid 16 is attached to the second edge of the wall. fastening bolts 18. There are through holes in the edges of the lid, and 10 end faces of the wall 12 have threaded fastening holes for fastening bolts. To illustrate the internal structure of the device, the lid is not shown in Figure 1b.

Pohjassa 14 on kampiakselin reikä 24, jonka läpi kulkee kampiakseli 26. Kampiakselissa on tankomainen varsiosa 28, jonka päässä on laippa 30. Laipan en-15 simmäisessä pinnassa on varren kanssa yhdensuuntainen mutta sen suhteen epäkeskisesti sijoittuva tappi 32. Varsiosa ja tappi ovat laipan eri puolilla osoittaen eri suuntiin. Varsiosia laakereineen voi olla myös kaksi kappaletta, yksi tapin kummallakin puolella. Kampiakselin reiässä on ulompi osa, joka vastaa halkaisijaltaan laipan halkaisijaa ja sisempi osa, joka vastaa halkaisijaltaan varsiosan hal-20 kaisijaa. Ulomman osan syvyys on olennaisesti yhtä suuri kuin laipan paksuus, jolloin laipan ensimmäinen pinta asettuu olennaisesti samaan tasoon pohjan 14 tilaan 17 rajoittuvan pinnan kanssa. Tapin 32 ja varsiosan epäkeskisyydestä johtuen varren pyöriessä pituusakselinsa ympäri tappi liikkuu tilan 17 sisällä ympyrän muotoista rataa pitkin. Kampiakselin sisällä voi olla öljykanava 34, jota pitkin voi-25 daan johtaa voiteluainetta tilan 17 ulkopuolelta tilan sisään. Kampiakselin reiän 24 sisemmällä osalla on laakerointi 36, joka mahdollistaa kampiakselin pyörimisen. Pohjassa on lisäksi vielä ainakin yksi tuloputki 38 ja ainakin yksi poistoputki 40, jotka muodostavat yhteyden tilan ulkopuolelta tilan sisään.The base 14 has a crankshaft bore 24 through which the crankshaft 26 passes. The crankshaft has a rod-shaped shaft portion 28 having a flange 30. The first surface of flange en-15 has a pin 32 that is parallel to the shaft but is eccentrically disposed therewith. pointing in different directions. There may also be two arms with bearings, one on each side of the pin. The crankshaft bore has an outer portion corresponding to the diameter of the flange and an inner portion corresponding to the hal-20 diameter of the shaft portion. The depth of the outer portion is substantially equal to the thickness of the flange, whereby the first surface of the flange is substantially flush with the surface adjacent the space 17 of the base 14. Due to the eccentricity of the pin 32 and the arm portion, as the arm rotates about its longitudinal axis, the pin moves within space 17 along a circular path. Inside the crankshaft, there may be an oil channel 34 through which lubricant can be introduced from outside the space 17 into the space. The inner part of the crankshaft bore 24 has a bearing 36 which allows the crankshaft to rotate. The bottom further comprises at least one inlet conduit 38 and at least one outlet conduit 40 which connect from outside the space to the space.

Kammion 17 sisällä on siipiä 42, jotka muodostavat kampiakselin pyörimisliikkeen 30 aikana laajenevia ja supistuvia kammioita 44. Siivet ovat muodoltaan kaarevia le- : vymäisiä osia, jotka kiinnittyvät ensimmäisestä päästään seinämän sisäpintaan ja toisesta päästään keskikappaleen 46a, 46b avulla kampiakselin tappiin 32. Siiven leveys on olennaisesti yhtä suuri kuin pohjan 14 ja kannen 16 välinen etäisyys.Inside the chamber 17 there are vanes 42 which form chambers 44 which expand and contract during crankshaft rotation 30, which are curved: plate-shaped portions which at one end engage the inner surface of the wall and at the other end through the center piece 46a, 46b. substantially equal to the distance between the base 14 and the cover 16.

: Edullisesti siipien kantta ja pohjaa vasten asettuvissa sivupinnoissa 54 on ura, 35 johon on sovitettu tiiviste 56, jolla varmistetaan siipien rajaaman kammion tiiveys.Advantageously, the side surfaces 54 facing the blade cover and bottom have a groove 35 fitted with a seal 56 which ensures the sealing of the chamber defined by the blades.

66

Siipien ensimmäisten päiden kiinnittämiseksi rungon seinämän 12 sisäpinnassa on rinnakkaisia kiinnityskorvakkeita 52, joissa on reikä saranatappia 50 varten. Siipien toiset päät kiinnittyvät kampiakselin tappia ympäröiviin keskikappaleisiin 46a, 46b. Keskikappaleissa on kiekkomainen tukiosa 58, jossa on läpimenevä 5 reikä kampiakselin tappia varten. Tukiosan ulkokehällä on kiinnityskorvakepari 60, jossa on läpimenevä reikä saranatappia varten. Keskikappaleet on kiinnitetty kampiakseliin asettamalla kampiakselin tappi 32 kulkemaan tukiosan reiän läpi. Tapin ja keskikappaleen välillä on laakerointi 64.For securing the first ends of the wings, the inner surface of the body wall 12 has parallel mounting lugs 52 with a hole for the hinge pin 50. The other ends of the blades engage the center pieces 46a, 46b surrounding the crankshaft pin. The centerpieces have a disk-like support member 58 having a through hole 5 for the crankshaft pin. The outer portion of the support member has a pair of mounting lugs 60 having a through hole for a hinge pin. The center pieces are secured to the crankshaft by positioning the crankshaft pin 32 to pass through the hole in the support member. There is a bearing between the pin and the center piece 64.

Kutakin siipeä varten tarvitaan oma keskikappale, joten keskikappaleiden luku-10 määrä ja mitoitus riippuu tilassa 17 olevien siipien lukumäärästä. Jos tilassa on kaksi siipeä, niin kiekkomaisen tukiosan paksuus tapin suunnassa on olennaisesti puolet pohjan ja kannen välisestä etäisyydestä. Vastaavasti jos siipiä on neljä kappaletta, tukiosan paksuus on pohjan ja kannen etäisyyden neljännes. Edullisesti keskikappaleiden keskinäisillä vastakkain asettuvilla pinnoilla sekä niiden 15 kantta 16 ja pohjaa 14 vasten asettuvilla pinnoilla on urat, joissa on tiiviste 62 kosketuspintojen välisen tiiveyden varmistamiseksi.A separate center piece is required for each blade, so the number and size of the center pieces depends on the number of blades in space 17. If there are two wings in the space, then the thickness of the disk-like support member in the direction of the pin is substantially half the distance between the base and the cover. Correspondingly, if there are four wings, the thickness of the support member is a quarter of the distance between the base and the cover. Preferably, the mutually facing surfaces of the center pieces and their faces 15 facing the lid 16 and the bottom 14 have grooves with a seal 62 to ensure tightness between the contact surfaces.

Siipien 42 ensimmäisessä päässä on ensimmäinen kiinnitysuloke 48a ja toisessa päässä toinen kiinnitysuloke 48b, joissa on reiät saranatappia 50 varten. Siivet on kiinnitetty ensimmäisestä päästään saranoidusti seinämään siten, että ensimmäi-20 set kiinnitysulokkeet on sovitettu seinämässä olevien rinnakkaisten kiinnityskor-vakkeiden 52 väliin ja saranatappi on asetettu kiinnityskorvakkeiden ja kiinnitysulokkeiden läpi menevään reikään. Vastaavasti siipien toiset päät on kiinnitetty keskikappaleisiin sovittamalla siipien toisessa päässä olevat toiset kiinnitysulokkeet keskikappaleiden kiinnityskorvakeparin 60 väliin ja asettamalla 25 saranatappi 50 korvakkeiden ja ulokkeiden läpi menevään reikään. Siipien molempien päiden saranoitu kiinnitys mahdollistaa kampiakselin pyörimisen ja siipien rajoittaman kammion 44 tilavuuden muuttumisen kampiakselin 26 pyörintäliikkeen aikana. Saranaliitoksen osat on työstetty mahdollisimman sopiviksi ja pienellä välyksellä toimiviksi, jotta liitoskohdat ovat siipien kaikissa 30 asennoissa mahdollisimmat tiiviit.The wings 42 have a first securing projection 48a at one end and a second securing projection 48b at the other end having holes for the hinge pin 50. The wings are hingedly attached at their first end to the wall such that the first fastening projections are disposed between the parallel fastening lugs 52 in the wall and the hinge pin is inserted in a hole through the lugs and lugs. Correspondingly, one end of the blades is secured to the center pieces by fitting the second attachment projections at one end of the blades between the pair of center attachment lugs 60 and inserting the hinge pin 50 into the hole through the lugs and projections. The hinged attachment of both ends of the blades allows the crankshaft to rotate and the volume of the chamber 44, limited by the blades, to change during rotation of the crankshaft 26. The hinge joint parts are machined to be as fit as possible and work with minimal play to ensure that the joints are as tight as possible in all 30 positions of the wings.

30 Kuvissa 2a-2g on esitetty kuvasarjan avulla siipien 42 asennon ja siipien rajaaman kammion 44 tilavuuden muuttuminen kampiakselin yhden kierroksen aikana. Kuvissa esitetyssä laitteessa on kaksi siipeä, jotka rajaavat yhdessä pohjan, kannen ja keskikappaleiden 46a, 46b kanssa sisäänsä kammion 44, jonka tilavuus muuttuu kampiakselin pyörimisliikkeen aikana. Kammion tilavuuden muutos aiheu-35 tuu siipien asennon sekä siipien ja keskikappaleen keskinäisen etäisyyden muuttumisesta kampiakselin pyörintäliikkeen aikana. Keksintö voidaan toteuttaa myös 7 nelisiipisenä, jolloin kammioita 44 on kaksi. Tämän vuoksi kuvasarjassa on piirretty kaksi siipeä 42 yhtenäisellä viivalla ja toiset kaksi siipeä katkoviivalla. Kuvan selostuksessa keskitytään yhtenäisellä viivalla piirrettyjen siipien rajaaman kammion koon muutoksen kuvaamiseen. Katkoviivalla kuvattujen siipien rajaaman 5 kammion koko muuttuu samalla tavoin, mutta kammio saavuttaa maksimi- ja mi-nimitilavuutensa kierroksen eri vaiheessa.Figures 2a to 2g show, by means of a series of images, the change in the position of the blades 42 and the volume of the chamber 44 defined by the blades during one revolution of the crankshaft. The device shown in the figures has two blades which, together with the base, the lid and the central pieces 46a, 46b, define a chamber 44 whose volume changes during the rotation of the crankshaft. The change in chamber volume results from a change in the position of the blades and the distance between the blades and the centerpiece during rotation of the crankshaft. The invention may also be implemented with 7 four-blades with two chambers 44. Therefore, two wings 42 are drawn with a solid line and the other two wings with a dashed line. The description of the picture focuses on depicting the change in the size of the chamber delimited by wings drawn in a solid line. The size of the 5 chambers defined by the dashed wings changes in the same way, but the chamber reaches its maximum and minimum nominal volumes at different stages of the cycle.

Kun keksinnön mukaista laitetta käytetään pumppuna tai kompressorina, kampiakselia pyöritetään jollain ulkoisella voimalähteellä (ei ole esitetty kuvassa), jolloin tappi 32 liikkuu tilan 17 sisällä ympyrän muotoista rataa pitkin. Voimanlähde 10 voi olla mikä tahansa sopiva moottori, kuten poltto- tai sähkömoottori. Laitteen runko pysyy kampiakselin pyörimisliikkeen aikana paikoillaan. Kuva 2a kuvaa tilannetta pyörintäliikkeen alkutilanteessa. Tässä tilanteessa keskikappaleiden 46a, 46b seinämä on hyvin lähellä siipiä 42, jolloin kammion 44 tilavuus on pienimmillään. Tuloputken 38 pää johtaa kammioon 44, joten kaasu, kuten ilma, pääsee 15 virtaamaan tuloputkea pitkin laitteen ulkopuolelta kammion sisään. Poistoputken 40 pää jää siiven alle, joten kaasun virtaus poistoputken kautta on estetty. Kuvassa 2b kampiakseli on kiertynyt akselinsa ympäri 45 astetta ja kuvassa 2c 90 astetta. Kiertymisliikkeen aikana siipien asento muuttuu, jolloin kammion 44 tilavuus kasvaa ja kammioon virtaa lisää kaasua tuloputkea pitkin. Pyörintäliikkeen vaihet-20 ta, jossa kammion tilavuus kasvaa ja kaasua virtaa sisään kammioon kutsutaan tässä esityksessä yleisesti imuvaiheeksi. Kuvassa 2d kampiakseli on kiertynyt 150 astetta. Tässä tilanteessa tuloputken pää on siiven peittämä, jolloin kaasun virtaus kammion sisään estyy. Kuvassa 2e kampiakseli on kiertynyt 240 astetta, kuvassa 2f 280 astetta ja kuvassa 2g 330 astetta. Pyörintäliikkeen tässä vaiheessa, jota 25 kutsutaan tässä esityksessä yleisesti poistovaiheeksi, keskikappale alkaa siirtyä siipiä kohti ja kammion 44 tilavuus pienenee. Samalla siivet ovat kiertyneet pois poistoputken 40 pään edestä, jolloin kaasu pääsee purkautumaan pois kammiosta poistoputkea pitkin. Tuloputken pää ei johda kammioon, joten kaasun kulku tulo-putken kautta on estetty. Siivet 42 on muotoiltu siten, että kierron lähestyessä lop-30 puaan keskikappaleiden 46a, 46b ja siipien rajaaman kammion tilavuus muodostuu mahdollisimman pieneksi, jotta olennaisesti kaikki kammiossa oleva kaasu pakotetaan virtaamaan poistoputkeen. Kuva 2a kuvaa tilannetta kierroksen päätyttyä, jolloin uusi kierros alkaa.When the device according to the invention is used as a pump or a compressor, the crankshaft is rotated by an external power source (not shown), whereby the pin 32 moves within the space 17 along a circular path. The power source 10 may be any suitable engine, such as a combustion or electric motor. The body of the device remains stationary during the crankshaft rotation. Figure 2a illustrates the situation in the initial rotational motion. In this situation, the walls of the central bodies 46a, 46b are very close to the vanes 42, so that the volume of the chamber 44 is at its smallest. The end of the inlet tube 38 leads to the chamber 44 so that gas, such as air, can flow along the inlet tube from outside the device into the chamber. The end of the exhaust pipe 40 remains under the wings, so that gas flow through the exhaust pipe is prevented. In Figure 2b, the crankshaft is rotated about 45 degrees and in Figure 2c, 90 degrees. During the rotation movement, the position of the blades changes, whereby the volume of chamber 44 increases and more gas flows into the chamber along the inlet pipe. The steps of rotational motion in which the volume of the chamber increases and gas flows into the chamber is generally referred to herein as the suction step. In Figure 2d, the crankshaft rotates 150 degrees. In this situation, the end of the inlet tube is covered by a wing, thus preventing gas flow into the chamber. In Figure 2e the crankshaft rotates 240 degrees, in Figure 2f 280 degrees and in Figure 2g 330 degrees. At this stage of the rotary movement, generally referred to herein as the removal step, the centerpiece begins to move toward the blades and the volume of chamber 44 decreases. At the same time, the blades are pivoted away from the end of the outlet pipe 40, whereby gas can escape from the chamber along the outlet pipe. The end of the inlet pipe does not lead to the chamber, so gas is prevented from passing through the inlet pipe. The blades 42 are shaped such that, as the circulation approaches the end-30, the volume of the chamber defined by the central bodies 46a, 46b and the blades is minimized so that substantially all of the gas in the chamber is forced to flow into the exhaust pipe. Figure 2a illustrates the situation at the end of the round, when a new round begins.

Kuvassa 3 on esitetty esimerkinomaisesti erään keksinnön mukaisen laitteen toi-35 sen edullisen suoritusmuodon toimintaperiaate. Kuvassa 3 esitetyssä suoritusmuodossa laitetta käytetään moottorina. Laitteen rakenteelliset osat ovat saman- 8 laisia kuin edellä esitetyssä selostuksessa ja samoista osista on käytetty samoja nimiä ja viitenumerolta. Moottori käytössä laitteen sisällä olevat osat käyvät kampiakselin pyörintäkierroksen aikana läpi aivan samat vaiheet kuin edellä kuvatussa selostuksessa. Moottori käytössä kampiakselia ei kuitenkaan pyöritetä ulkoisella 5 voimanlähteellä, vaan kammioon 44 johdetaan tuloputkea 38 pitkin paineenalaista fluidia ts. kaasua tai nestettä, joka saa kampiakselin pyörimisliikkeeseen. Keksinnön mukaisella laitteella muutetaan siis fluidin paine kampiakselin pyörimisliikkeeksi. Kaasu tai neste voi olla esimerkiksi paineilmaa, höyryä tai paineenalaista hydrauliikkaöljyä. Kun kammioon 44 johdetaan paineenalaista nestettä, keskikap-10 paleen kammioon 44 rajoittuvaan pintaan kohdistuu painevoima p. Painevoiman resultantin F suuruus saadaan fluidin paineen ja keskikappaleen paineenalaisen pinnan tulona. Kun kampiakselin pyörähdysakselin etäisyys painevoiman resultantin vaikutuspisteestä on L, saadaan painevoiman aikaansaaman, kampiakselia kiertävän momentin suuruus painevoiman resultantin F ja etäisyyden L tulona.Figure 3 illustrates, by way of example, the operating principle of another preferred embodiment of the device according to the invention. In the embodiment shown in Figure 3, the device is used as a motor. The constructional parts of the device are similar to those of the description above and the same names and reference numerals are used for the same parts. The parts inside the engine while running the engine go through exactly the same steps as described above for crankshaft rotation. However, when the engine is running, the crankshaft is not rotated by an external power source 5, but the inlet pipe 38 is supplied to the chamber 44 via a pressurized fluid, i.e. gas or liquid, which causes the crankshaft to rotate. The device of the invention thus converts the pressure of the fluid into a rotational movement of the crankshaft. The gas or liquid may be, for example, compressed air, steam or pressurized hydraulic oil. When a pressurized fluid is introduced into the chamber 44, a pressure force p is exerted on the surface adjacent the chamber 44 of the central cap. The magnitude of the pressure force resultant F is obtained as the product of the fluid pressure and the pressurized surface of the central body. When the distance of the crankshaft rotation axis from the point of action of the pressure force resultant is L, the magnitude of the torque produced by the pressure force rotating the crankshaft is obtained as the product of the pressure force resultant F and the distance L.

15 Kuvasarjassa 4a-4f on esitetty esimerkinomaisesti erään keksinnön mukaisen laitteen kolmannen edullisen suoritusmuodon toimintaperiaate. Tätä keksinnön suoritusmuotoa voidaan käyttää esimerkiksi venttiiliä avaavana ja sulkevana toimilaitteena, jota käytetään paineenalaisesta fluidista saatavan voiman avulla. Laite muistuttaa toiminnaltaan edellä kuvattua moottoria mutta eroaa moottorista siinä, 20 että kampiakselia voidaan pyörittää joko myötäpäivään tai vastapäivään. Laitteen rakenteelliset osat ovat samanlaisia kuin edellä esitetyssä selostuksessa ja samoista osista on käytetty samoja nimiä ja viitenumerolta. Toimilaitteena toimivassa laitteessa on neljä siipeä 42, jotka muodostavat kaksi kammiota: ensimmäisen kammion 44a ja toisen kammion 44b. Kammiot sijaitsevat seinämän 25 12 rajaaman tilan 17 vastakkaisilla reunoilla. Laitteen pohjan läpi johtaa kaksi tuloputkea siten, että ensimmäinen tuloputki 38a johtaa ensimmäiseen kammioon ja toinen tuloputki 38b toiseen kammioon.The series of pictures 4a-4f illustrates by way of example the working principle of a third preferred embodiment of the device according to the invention. This embodiment of the invention can be used, for example, as a valve actuator for actuating and exerting a force from a fluid under pressure. The device is similar to the engine described above, but differs from the engine in that the crankshaft can be rotated either clockwise or anticlockwise. The structural parts of the device are the same as in the description above and the same names and reference numerals are used for the same parts. The actuator comprises four blades 42 which form two chambers: a first chamber 44a and a second chamber 44b. The chambers are located at opposite edges of space 17 delimited by wall 25. Two inlet tubes pass through the bottom of the device such that the first inlet tube 38a leads to the first chamber and the second inlet tube 38b to the second chamber.

Kun ensimmäiseen kammioon 44a johdetaan paineenalaista fluidia ensimmäistä tuloputkea 38a pitkin, keskikappaleeseen 46 kohdistuu paine, joka saa kampiak-30 selin kiertymään myötäpäivään nuolen A suuntaan (kuvat 4a-4c). Kampiakselin pyörimisliikkeen aikana ensimmäisen kammion tilavuus kasvaa ja toisen kammion 44b tilavuus pienenee. Mikäli toisessa kammiossa on fluidia, se pääsee poistumaan kammiosta toisen tuloputken 38b kautta. Vastaavasti kun toiseen kammioon 44b johdetaan paineenalaista fluidia toista tuloputkea pitkin, keskikappaleeseen 35 46 kohdistuu paine, joka saa kampiakselin kiertymään vastapäivään nuolen BWhen the first chamber 44a is conveyed pressurized fluid from the first inlet pipe 38a along the middle piece 46 applied to the pressure receiving member crankshafts 30 rotate in the clockwise direction of arrow A (Figures 4a-4c). As the crankshaft rotates, the volume of the first chamber increases and the volume of the second chamber 44b decreases. If fluid is present in one of the chambers, it may leave the chamber via the second inlet pipe 38b. Similarly, when the second chamber 44b is conveyed pressurized fluid along the second inlet pipe, the middle piece 35 is subjected to pressure 46 which causes the crankshaft to rotate counterclockwise in the direction of arrow B

suuntaan (kuvat 4d-4e). Tällöin toisen kammion tilavuus kasvaa ja ensimmäisen 9 kammion 44b tilavuus pienenee. Samalla fluidi poistuu ensimmäisestä kammiosta tuloputkea 38a pitkin. Siivet 42 on kiinnitetty seinämään siten, että niiden avulla saadaan kampiakseli kiertymään edestakaisin edullisesti ainakin 90 asteen verran. Keksinnön mukaisen laitteen kampiakseli voidaan siten kytkeä johonkin toi-5 seen laiteeseen, kuten venttiiliin, jolloin venttiili voidaan avata tai sulkea keksinnön mukaisen laitteen avulla. Toimilaitekäytössä olevassa laitteessa tulee luonnollisesti olla tarkoituksenmukainen syöttölaitteisto paineenalaisen fluidin syöttämiseksi tuloputkiin 38a, 38b (syöttölaitteistoa ei ole esitetty kuvassa).direction (Figures 4d-4e). As a result, the volume of the second chamber increases and the volume of the first 9 chamber 44b decreases. At the same time, the fluid exits the first chamber along the inlet tube 38a. The vanes 42 are fixed to the wall so as to cause the crankshaft to rotate back and forth, preferably at least 90 degrees. The crankshaft of the device according to the invention can thus be connected to another device, such as a valve, whereby the valve can be opened or closed by means of the device according to the invention. Of course, the actuator driven device must have a suitable feeder for feeding pressurized fluid to the inlet tubes 38a, 38b (the feeder is not shown).

Kuvassa 5 on esitetty esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukaisen laiteen neljäs 10 edullinen suoritusmuoto. Tämä keksinnön suoritusmuoto on polttomoottori, jonka toimintaperiaate muistuttaa perinteisen 4-tahtimoottorin toimintaa. Laitteen rakenteelliset osat ovat pääosin samanlaisia kuin edellä esitetyissä kuvien 1a-1c selostuksessa. Kuvan 5 selostuksessa laitteen aikaisemmin esitetyistä osista on käytetty samoja nimiä ja viitenumerolta. Kuvassa 5 esitetty suoritusmuoto poikkeaa ku-15 vissa 1a-1c esitetystä laitteesta siinä, että pohjassa 14 ei ole lainkaan tulo- ja poistoputkia. Sen sijaan laitteessa on venttiilikoneisto, joka käsittää imukanavan 70 ja poistokanavan 72, joiden kautta rungon 10 ulkopuolelta avautuu yhteys kannen 16 läpi tilaan 17. Kanavien päissä on varrelliset venttiilit 74, jonka avulla kanavien päät voidaan avata ja sulkea. Rungon pohjassa 14 on läpimenevä kierteel-20 linen reikä 60, johon on asennettu sytytystulppa 78. Imu- ja poistokanavat sekä sytytystulppa on sijoitettu runkoon siten, että ne asettuvat tilan 17 vastakkaisille reuna-alueille lähelle toisiaan. Edullisesti sytytystulppa sijoittuu tilaan 17 avautuvien imu- ja poistokanavien päiden väliin. Venttiilikoneisto ja sytytystulppa ovat tavanomaista tunnettua moottoritekniikkaa, joten niitä ei kuvata tässä yhteydessä 25 tarkemmin.Figure 5 shows, by way of example, a fourth preferred embodiment of the device according to the invention. This embodiment of the invention is an internal combustion engine whose operating principle resembles that of a conventional 4-stroke engine. The structural parts of the device are essentially the same as those described above in Figures 1a-1c. 5, the same names and reference numerals are used for the previously described parts of the device. The embodiment shown in Fig. 5 differs from the apparatus shown in Figs. 1a-1c in that the base 14 has no inlet and outlet pipes. Instead, the device has a valve assembly comprising an inlet duct 70 and an outlet duct 72 through which the outside of the body 10 opens into a space 17 through a cover 16. The ends of the ducts have stem valves 74 for opening and closing the duct ends. The bottom 14 of the body has a through-threaded helical 20 hole 60 in which a spark plug 78 is mounted. The inlet and outlet ducts and the spark plug are disposed in the body such that they are adjacent to opposite ends of the space 17. Preferably, the spark plug is located in the space 17 between the ends of the suction and discharge channels opening. The valve mechanism and the spark plug are conventional prior art engine technology and are not described in further detail herein.

Kuvan 5 esittämässä suoritusmuodossa siivet 42 on muotoiltu siten, että keski-kappaleiden 46a, 46b ja siipien väliin muodostuvan kammion muoto on tarkoituksenmukainen polttoaineen palamisen sekä palavan kaasuseoksen syötön ja palo-kaasujen poiston kannalta. Siipien ensimmäiseen päähän on muodostettu ohen-T 30 nus, jotta siipien ja keskikappaleen väliin jäävällä kammiolla 44 on riittävän suuri tilavuus silloin, kun keskikappale on asettuneena siipien sisäpintaa vasten (ks. kuva 6a). Kuvassa 5 esitetty polttomoottori on toteutettu kaksisiipisenä, mutta se voidaan toteuttaa myös nelisiipisenä, jolloin moottorissa on kaksi siipien rajaamaa kammiota 44. Nelisiipisessä moottorissa tulee olla myös toinen venttiilikoneisto ja 35 toinen sytytystulppa.In the embodiment shown in Fig. 5, the vanes 42 are shaped such that the chamber formed between the central bodies 46a, 46b and the vanes is appropriate for the combustion of the fuel and the injection of the combustible gas mixture and exhaust gas. A thin T 30 is formed at the first end of the blades so that the chamber 44 between the blades and the center piece has a sufficient volume when the center member is positioned against the inside surface of the blades (see Figure 6a). The internal combustion engine shown in Figure 5 is provided with a twin-wing engine, but it can also be implemented with a four-blade engine, whereby the engine has two blade-enclosed chambers 44. The four-blade engine must also have a second valve drive and a 35 spark plug.

1010

Kuvissa 6a-6g on selostettu kuvasarjan avulla kuvan 5 mukaisen moottorin toimintaa kampiakselin 26 kahden kierroksen aikana. Kuvan 6a esittämässä lähtötilanteessa kampiakselin pyörähdyskulma on 0 astetta ja keskikappale 46 on painautuneena siipien 42 väliin. Siipien ja keskikappaleen rajaaman kammion 44 tila-5 vuus on tällöin pienimmillään. Kampiakselin yhden kierroksen aikana polttoaineen ja ilman seos virtaa imukanavaa pitkin kammioon ja puristuu kokoon. Kuvasarjan kuvat 6a-6d esittämät imuvaihetta, jolloin imuventtiili on auki ja kaasua virtaa kammioon. Poistokanava on tässä vaiheessa suljettuna. Kuvat 6e-6g kuvaavat puristusvaihetta, jolloin imu- ja poistokanavat ovat suljettuina ja kammiossa oleva 10 ilman ja polttoaineen seos puristuu kokoon. Kierroksen lopussa (kuva 6a) kammiossa 44 oleva paineenalainen ilman ja polttoaineen seos sytytetään sytytystulpalla 78. Polttoaineen räjähdysmäinen palaminen saa aikaan paineen nousun kammiossa, jolloin keskikappaleeseen 46a, 46b kohdistuu painevoima, joka saa kampiakselin pyörimisliikkeeseen (ks.kuva 3). Kuvasarjan kuvat 6a-6d kuvaavat nyt 15 tilannetta ns. työvaiheen aikana, jolloin imu- ja poistokanavat ovat suljettuna, ja keskikappaleeseen kohdistuu kampiakselia pyörittävä painevoima. Kuvat 6e-6g kuvaavat poistovaihetta, jolloin poistokanava avautuu ja palokaasut poistuvat kammiosta 44 kammion tilavuuden pienentyessä. Kierroksen lopussa (kuva 6a) poistokanava suljetaan venttiilillä 74 ja uusi kierros alkaa.Figures 6a-6g illustrate, by means of a series of illustrations, the operation of the engine of Figure 5 during two turns of the crankshaft 26. In the starting position shown in Fig. 6a, the crankshaft rotation angle is 0 degrees and the center piece 46 is pressed between the wings 42. The space 5 of the chamber 44 defined by the wings and the center piece is then at its lowest. During one revolution of the crankshaft, the fuel / air mixture flows through the intake duct into the chamber and is compressed. Figures 6a-6d of the series illustrate the suction step with the suction valve open and gas flowing into the chamber. The outlet is closed at this point. Figures 6e-6g illustrate a compression step wherein the inlet and outlet ducts are closed and the mixture of air and fuel 10 in the chamber is compressed. At the end of the cycle (Figure 6a), the pressurized air / fuel mixture in chamber 44 is ignited by a spark plug 78. The explosive combustion of fuel causes an increase in pressure in the chamber so that the centerpiece 46a, 46b exerts a compression force on crankshaft rotation. The series of pictures 6a-6d now illustrate 15 situations in the so-called. during the working phase, when the inlet and outlet ducts are closed, and the centerpiece is subjected to crushing rotation of the crankshaft. Figures 6e-6g illustrate an exhaust step whereby the exhaust passage opens and the exhaust gases are discharged from the chamber 44 as the volume of the chamber decreases. At the end of the cycle (Figure 6a), the outlet duct is closed by valve 74 and a new cycle begins.

20 Kuvissa 7a-7c on esitetty esimerkinomaisesti eräs viides keksinnön mukaisen , laitteen edullinen suoritusmuoto. Tämä keksinnön suoritusmuoto on polttomootto ri, jonka toimintaperiaate muistuttaa perinteisen 2-tahtimoottorin toimintaa. Laitteen rakenteelliset osat ovat pääosin samanlaisia kuin edellä esitettyjen keksinnön edullisten suoritusmuotojen selostuksissa. Kuvien 7a-7c selostuksessa laitteen 25 aikaisemmin esitetyistä osista on käytetty samoja nimiä ja viitenumerolta.Figures 7a-7c illustrate by way of example a fifth preferred embodiment of the device according to the invention. This embodiment of the invention is an internal combustion engine whose operating principle resembles that of a conventional 2-stroke engine. The structural parts of the device are essentially similar to those of the above preferred embodiments of the invention. 7a-7c, the same names and reference numerals are used for the previously described parts of the device 25.

Kuvissa 7a-7c esitetyssä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa on kaksi osaa, puristusosa 80 ja palamisosa 82, jotka ovat rakenteeltaan miltei toistensa peilikuvia. Osien välissä on levymäinen välilevy 84, joka erottaa osat toisistaan. Puris-* - tusosa, palamisosa ja välilevy on liitetty yhteen kiinnityspulteilla 18 yhdeksi raken- 30 teellisesti laitekokonaisuudeksi. Laitteen kampiakseli 26 rakentuu kahdesta osasta: puristusosassa olevasta ensimmäisestä osasta 26a ja palamisosassa olevasta toisesta osasta 26b. Kampiakselin ensimmäinen ja toinen osa ovat toistensa peilikuvia. Kampiakselien tapit 32a, 32b on yhdistetty toisiinsa kiekkomaisella yhdistys-laipalla 86 siten, että kumpikin kampiakselin osa on aina samanlaisessa pyörimis-35 liikkeessä. Yhdistyslaippa on siis tappeihin kiinteästi kiinnittyvä osa, joka pyörii samalla kierrosnopeudella kampiakselin osien kanssa. Edullisesti kampiakselin 11 osat on liitetty toisiinsa niin, että niiden pyörimisvaiheessa on noin 15 asteen vaihe-ero. Kampiakselin läpi voi kulkea öljykanava 34 voiteluaineen johtamista varten.In the preferred embodiment of the invention shown in Figures 7a-7c, there are two parts, a press section 80 and a burn section 82, which are almost mirror-shaped in their structure. Between the parts is a plate-like baffle 84 which separates the parts from one another. The clamping member, the combustion member and the baffle are connected together by means of fastening bolts 18 to form a single assembly. The crankshaft 26 of the device is made up of two parts: a first part 26a in the clamping part and a second part 26b in the combustion part. The first and second parts of the crankshaft are mirror images of each other. The crankshaft pins 32a, 32b are connected to each other by a disc-shaped connecting flange 86 such that each part of the crankshaft is always in the same rotational motion. The connecting flange is thus a part which is fixed to the pins and rotates at the same speed with the crankshaft parts. Preferably, the parts of the crankshaft 11 are interconnected such that they have a phase difference of about 15 degrees in their rotational phase. An oil channel 34 may be passed through the crankshaft for lubricant delivery.

Puristusosassa on imukanava 70 ja palamisosassa pakokanava 88 ja sytytystulp-5 pa 78. Välilevyn 84 reunoilla on reiät kiinnityspultteja varten ja keskellä suurehko yhdistysreikä 90 kampiakselin osia yhdistävää yhdistyslaippaa 86 varten. Yhdis-tysreikä on halkaisijaltaan olennaisesti yhtä suuri kuin yhdistyslaipan halkaisija. Yhdistysreiän ja yhdistyslaipan välisen rajapinnan tiiveys on varmistettu reunatii-visteellä 92, joka on sijoitettu yhdistysreiän reunapinnalla olevaan uraan. Välile-10 vyssä on vielä kaasunvaihtoreikä 94, jonka kautta ilman ja polttoaineen seos pääsee virtaamaan puristusosan puoleisesta kammiosta palamisosan puoleiseen kammioon. Kaasunvaihtoreiän paikka on määritetty siten, että kaasun siirtyminen puristusosasta palamisosaan tapahtuu juuri kampiakselin kierroksen oikeassa kohdassa.The press section has a suction passage 70 and a combustion section an exhaust passage 88 and a spark plug 5 78. The edges of the baffle 84 have holes for fastening bolts and a large connecting hole 90 for a connecting flange 86 connecting the crankshaft parts. The connecting hole has a diameter substantially equal to the diameter of the connecting flange. The tightness of the interface between the connection hole and the connection flange is secured by a collar 92 provided in the groove on the peripheral surface of the connection hole. The baffle 10 further has a gas exchange hole 94 through which a mixture of air and fuel can flow from the compression-side chamber to the combustion-side chamber. The position of the gas exchange hole is determined such that the gas is transferred from the press section to the combustion section at the correct point in the crankshaft revolution.

15 Kuvissa 7a-7c esitetty keksinnön mukainen moottori toimii seuraavalla tavalla: Puristusosan 80 tehtävänä on imeä imukanavaa 70 pitkin ilman ja polttoaineen seosta puristusosassa olevaan kammioon 44a, puristaa seos pieneen tilavuuteen ja siirtää se välilevyssä 84 olevan kaasunvaihtoreiän 94 kautta palamisosassa olevaan kammioon 44b. Ilman ja polttoaineen seoksen kokoonpuristuminen kam-20 miossa tapahtuu edellä selostetulla tavalla kampiakselin ensimmäisen osan 26a yhden kierroksen aikana. Kun kampiakselin kierros lähestyy loppuaan, avautuu puristusosan kammiosta 44a yhteys kaasunvaihtoreiän 94 kautta palamisosan kammioon 44b, jolloin ilman ja polttoaineen seos siirtyy puristusosasta pala-" misosaan. Palamisosassa ilman ja polttoaineen seos sytytetään sytytystulpalla 78, ; j 25 jolloin palokaasujen paine kohdistuu kampiakseliin ja saa sen pyörimisliikkeeseen.The engine of the invention shown in Figures 7a-7c operates as follows: The function of the press section 80 is to suck the air and fuel mixture into the chamber 44a in the press section, compress the mixture to a small volume and transfer it through the gas exchange hole 94 in the baffle 84 to the combustion section 44b. Compression of the air / fuel mixture in the chamber takes place as described above during one revolution of the first crankshaft portion 26a. As the crankshaft rotation is nearing, a connection from the press section chamber 44a opens through a gas exchange bore 94 to the combustion section chamber 44b, whereupon the air and fuel mixture is transferred from the press section to the combustion section. rotation.

Kampiakselien ensimmäisen osan 26a ja toisen osan 26b vaihe-eron ansiosta puristusosassa olevan siiven reuna on asettunut kaasuvaihtoreiän päälle siinä vaiheessa, kun ilman ja polttoaineen seos sytytetään ja palamisosassa alkaa uusi kampiakselin kierros. Polttoaineen palamisessa syntyvä palokaasujen paine ei 30 siten pääse purkautumaan puristusosan kammioon 44a, joten painevoima vaikuttaa vain palamisosan kammiossa 44b. Palokaasut poistuvat kammiosta 44b pa-kokanavan 88 kautta, kun kammion tilavuus alkaa kampiakselin kierroksen loppuvaiheessa pienentyä. Keksinnön mukainen moottori voi toimia bensiinikäyttöisenä kaasutinmoottorina, jolloin ilman ja polttoaineen seos sytytetään kammiossa edel-35 lä kuvatulla tavalla sytytystulpalla. Vaihtoehtoisesti sytytystulppa voidaan korvata polttoainesuuttimella, jolloin kammiossa puristetaan kokoon ilmaa ja polttoaine ruiskutetaan kovalla paineella palamisosan kammioon heti, kun kokoon puristunut ilma on siirtynyt siihen kampiakselin kierroksen loppuvaiheessa. Tämä keksinnön mukaisen moottorin edullinen suoritusmuoto voi toimia dieselpolttoaineella.Due to the phase difference between the first parts 26a and the second parts 26b of the crankshafts, the edge of the blade in the press section is positioned over the gas exchange hole when the air / fuel mixture is ignited and a new crankshaft rotation begins in the combustion section. Thus, the pressure of the combustion gases generated in the combustion of the fuel cannot be discharged into the compression chamber 44a, so that only the combustion chamber 44b is affected by the pressure force. The combustion gases leave the chamber 44b through the fuel passage 88 as the volume of the chamber begins to decrease towards the end of the crankshaft revolution. The engine of the invention may serve as a gasoline-powered carburettor engine, whereby a mixture of air and fuel is ignited in the chamber by a spark plug as described above. Alternatively, the spark plug may be replaced by a fuel nozzle to compress air in the chamber and inject fuel under high pressure into the combustion chamber as soon as the compressed air has entered it at the end of the crankshaft revolution. This preferred embodiment of the engine according to the invention can run on diesel fuel.

1212

Kuvissa 8a-8f on esitetty kuvasarjana kammioita rajoittavien siipien asento kam-5 piakselin kierroksen loppuvaiheessa ja uuden kierroksen alkaessa. Kuvat 8a-8c esittävät tilannetta palamisosassa ja kuvat 8d-8f samanaikaista tilannetta puris-tusosassa. Kuvissa näkyvät asteluvut esittävät kampiakselin osien 26a, 26b kierroksen vaihetta (alku 0°, loppu 360°). Puristusosan kierroksen lähestyessä loppuaan (kuva 8d) kaasunvaihtoreikä 94 avautuu puristusosan ja palamisosan välille, 10 jolloin kaasu pääsee virtaamaan puristusosan kammiosta 44a palamisosan kammioon 44b. Siivet 42 on muotoiltu siten, että uuden kierroksen alkaessa puristusosan kammion 44a tilavuus pienenee käytännössä nollaan, joten olennaisesti kaikki kaasu virtaa palamisosaan (kuva 8e). Kun puristuspuolen kampiakseli on kiertynyt 15 astetta, siipi 42 sulkee kaasunvaihtoreiän (kuva 8f). Samanaikaisesti 15 palamispuolella tapahtuu polttoaineen syttyminen (kuva 8c), jolloin palokaasujen synnyttämä painevaikutus saa kampiakselin pyörimisliikkeeseen.Figures 8a-8f show a series of images showing the position of the chambers limiting the chambers at the final stage of the cam-5 shaft rotation and at the start of a new rotation. Figures 8a-8c show the situation in the combustion section and Figures 8d-8f show a simultaneous situation in the compression section. The degrees shown in the figures represent the rotational phase (start 0 °, end 360 °) of the crankshaft parts 26a, 26b. As the rotation of the press member is nearing completion (Figure 8d), the gas exchange hole 94 opens between the press member and the combustion member 10, allowing gas to flow from the press member chamber 44a to the combustion member chamber 44b. The blades 42 are shaped such that, as the next round begins, the volume of the compression chamber 44a is reduced to virtually zero, so that substantially all of the gas flows into the combustion region (Figure 8e). When the compression side of the crankshaft has rotated 15 degrees, the vane 42 closes the gas-changing hole (Figure 8f). At the same time, fuel is ignited on the combustion side 15 (Fig. 8c), whereby the pressure effect produced by the combustion gases causes the crankshaft to rotate.

Palamisosan siivet 42b on muotoiltu siten, että niiden ja keskikappaleiden 46 väliin muodostuu sytytyshetkellä mahdollisimman hyvä palotila. Siipiin 42b on muodostettu kaasunvaihtoreiän kohdalle koverrus 96, jolla varmistetaan palothan riittävä 20 koko silloinkin, kun keskikappale 46 on asettunut siipien sisäpintoja vasten. Vastaavasti puristuspuolen siivet 42a on muotoiltu siten, että niiden ja keskikappaleen välinen tila muodostuu mahdollisimman pieneksi ilman ja polttoaineen seoksen siirtyessä palamispuolelle. Imukanavan, pakokanavan ja kaasunvaihtoreiän koko ja muoto on mitoitettu virtaustekniset seikat huomioiden siten, että kaasuseoksen 25 sisäänvirtaus, kulku kammioiden välillä ja ulosvirtaus laitteesta onnistuu mahdollisimman hyvin.The blades 42b of the combustion section are shaped such that a best possible combustion space is formed between them and the central bodies 46 at the time of ignition. The vanes 42b are provided with a recess 96 at the gas exchange hole, which ensures an adequate burn size 20 even when the central body 46 is positioned against the inside surfaces of the vanes. Similarly, the pressure side of the blades 42a are shaped so that the space between them and the middle piece is formed as small as possible of the mixture of air and fuel transfers into the combustion. The size and shape of the intake duct, exhaust duct, and gas exchange hole are dimensioned with consideration of flow engineering considerations such that the inflow, passage of gas between the chambers, and outflow from the device are as smooth as possible.

Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisen laitteen edullisia suoritusmuotoja. -; Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voi- \ . daan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.Some of the preferred embodiments of the device according to the invention have been described above. -; The invention is not limited to the solutions just described, but the inventive idea can. can be applied in numerous ways within the scope of the claims.

Claims

A pump or motor comprising - a body (10), which body has a wall (12), a bottom (14) and a lid (16), which confines within it a space (17), - a crankshaft ( 26) having a pin (32) located within the space (17) and a shaft portion (28) extending beyond the space, the pin and shaft portion being eccentric and blades (42) guided (48a, 50, 52) secured to a wall (12) at its first end and articulated (48b, 50, 60) secured to intermediate pieces (46a, 46b), arranged around the pin (32), at its other end, characterized in that 20. the space (17) contains at least two blades (42) to form a chamber (44) which is delimited by the bottom (14), the lid (16), intermediate pieces (46a, 46b) and the blades and whose space is changed.

Device according to claim 1, characterized in that it is a pump, wherein the device comprises an external power source for rotating the crankshaft portion (28) and at least one input tube (38) is provided on the bottom (14) for conducting the fluid. in the chamber (44) at the first stage of the crankshaft revolution and at least one exit tube (40) for passing the fluid out of the chamber (44) at the second stage of the crankshaft turns.

Device according to claim 1, characterized in that it is a motor operated with pressurized fluid, wherein at least one entrance tube (38) is provided in the bottom (14), for guiding the pressurized fluid in the chamber (44). ) at the first stage of the crankshaft revolution and at least one exit tube (40), to guide the fluid away from the chamber at the second stage of the crankshaft turns, to move the crankshaft (26) in rotary motion.

Device according to claim 1, characterized in that it is a switch operated with pressurized fluid, wherein the device comprises four blades (42) for forming a first chamber (44a) and a second chamber (44b) and in the bottom (14) there is a first inlet tube (38a), to guide the pressurized fluid in the first chamber at the first stage of the crankshaft revolution and a second inlet tube (38b), to guide the pressurized fluid in the second chamber in the second chamber. the stage of the crankshaft revolution, to move the crankshaft (26) in forward and reverse rotation.

Device according to claim 1, characterized in that it is an internal combustion engine, wherein the device comprises a spark plug (78) for igniting the mixture of air and fuel, and a valve machine comprising an intake duct (70). for conducting the mixture of air and fuel in the chamber (44) during the first revolution of the crankshaft (26), and an exit duct (72) for passing fire gas out of the chamber (44) during the second revolution of the crankshaft (26).

Device according to claim 5, characterized in that the valve machine 15 comprises valves (74) which can be opened and closed and which have been placed in the inlet duct (70) and in the outlet duct (72).

Device according to claim 5 or 6, characterized in that the valve machine is arranged in the lid (16) of the device and the spark plugs (78) in the bottom (14) of the device.

Apparatus according to claim 1, characterized in that it is an internal combustion engine comprising two parallel spaces (17), said internal combustion engine comprising a pressure portion (80) for compressing air and fuel and an internal combustion element (80). 82) for combustion of the mixture of air and fuel, where the cover (16) of the pressure member and the combustion member has been replaced by a common spacer (84) which includes a gas exchange heel (94) to conduct compressed gas from the pressure member (s). 80) chamber (44a) in the chamber (44b) of the combustion member (82).

Device according to claim 8, characterized in that the crankshaft (26) comprises a first part (26a) in the pressure part (80) and a second part (26b) in the combustion part (82), which first and second part are connected to a connecting flange (86).

Device according to claim 9, characterized in that in the disc (84) there is a joint heel (90) for the connecting flange (86) and in the interface of the connecting flange and the joint heel there is an edge seal (92).

Device according to claim 9 or 10, characterized in that in the rotational positions of the first part (26a) and second part (26b) of the crankshaft (26) a phase position is provided.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that in the pressure part (80) there is an intake duct (70) for conduction of air in the chamber of the pressure part 5 (44a) and that in the combustion part there is an exhaust duct (88) for removal. of fuel gas from the combustion chamber (44b).

Device according to one of claims 8 to 12, characterized in that in the combustion part there is a spark plug (78), for igniting the mixture of air and fuel within the chamber (44b), or a fuel nozzle for spraying the fuel in the combustion chamber. chamber (44b).

Device according to one of claims 8-13, characterized in that the crankshaft (26) comprises an oil channel (34) for guiding lubricant in the device.