JP2002503305A

JP2002503305A - 回転容積形流体機械

Info

Publication number: JP2002503305A
Application number: JP50189999A
Authority: JP
Inventors: ドライバー，ロナルド，ウィリアム; ディビッドスン，ディビッド，ピーター
Original assignee: ドライバーテクノロジーリミテッド
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 2002-01-29
Also published as: WO1998057039A1; CN1260859A; US6296462B1; CA2293699A1; KR20010013687A; AU8027798A; EP1012444A1

Abstract

(57)【要約】回転容積形流体機械は、軸線（３０）周りを回転するようケーシング（１４，１５）内に偏心装着されるロータ（１２）を有し、このロータは、ベーン（２１）をそれぞれ受入れる凹部（３５）を備えてロータが回転される際にベーンを凹部内で揺動する。各ベーン（２１）は、ベーン軸線（３５）周りを揺動するようクランク（２７）を介しアーム（２８）に連結され、この軸線は、ケーシング（１４，１５）内に隙間適合される先端部の外側端縁部の内側に位置する。各ベーンの先端部は、好適にはベーン軸線（３５）周りに湾曲されている。機械は、内燃エンジンのクランク軸に結合されそして環境空気とエンジン入口マニホールド内空気との間の差圧で駆動されることができる。代案として、この装置はヒートポンプとしても作動される。

Description

【発明の詳細な説明】回転容積形流体機械本発明は、回転容積形流体機械に関する。本発明の一態様によれば、回転容積形流体機械は、軸線周りを回転するようケーシング内に偏心して装着されるロータを有し、このロータは、ベーンをそれぞれ受入れる凹部を備えてロータが回転される際に凹部内でベーンを揺動し、各ベーンは、ベーン軸線周りを揺動するようアーム上にクランクを介して連結され、前記アームは、ロータ軸線からオフセットした軸線周りを揺動され、ベーン軸線は、ケーシングの半径方向内面の半径方向内側に位置されると共にベーン先端部は前記軸線周りに湾曲されている。本発明の別の態様によれば、回転容積形流体機械は、ケーシング内に偏心して装着されるロータ組立てを有し、このロータ組立ては、可動ベーンを備えるロータを介装する端部部材を有し、そして駆動軸が、一方の端部部材を貫通延在して他方の端部部材に連結されることにより前記ロータ組立てを支持するよう構成される。ベーンは半径方向へ滑動され、そして、端部部材内で揺動されるようロータの凹部内に装着される。ケーシングは、他方のケーシング端部部材へ向け延在して駆動軸上に支持される一方の端部部材を有する。ベーンは、クランクによりアームに対して連結され、このアームは他方のケーシング端部部材内に支持される要素により設けられるロータ軸線からオフセットした軸線上のベーンに対し揺動され、かつ回転可能な駆動軸により支持される。本発明の別の態様によれば、回転容積形流体機械は、ケーシング内で回転可能なロータ組立てを有すると共に、ベーンを受入れる凹部を備えるロータを有し、前記ベーンはクランクを介してアームに連結され、前記アームは、クランクとロータ組立てからオフセットした軸線とに対して揺動され、ロータは端部部材の間に位置し、前記端部部材は、それらの間のシールおよび軸受とそれぞれのベーン軸とをそれぞれ備える軸方向内側および外側部品を有する。各発明は、相互に利用される。本発明の別の態様によれば、内燃エンジンが、そのクランク軸に結合される容積形回転装置を備えて環境空気およびエンジン入口マニホールド間の圧力差で駆動されると共に、エンジンからの排気ガスが、回転装置の入口へ供給される。本発明は、種々の方法で実施することができるが、次に実施例として変形可能な特定の一実施態様を、多少略図的である添付図面を参照しながら以下説明する。図において図１は、回転機械の一部を切徐した斜視図であり、図２は、機械の略断面図であり、図３は、ロータの軸方向略図であり、図４は、ロータディスクの分解斜視図であり、図５は、ディスクの一部の斜視図であり、図６は、ディスクの軸方向図であり、図７は、変形例を示し、図８は、別の変形例を示し、図９は、ヒートポンプを示し、また図１０は、エンジンを示し、図１１は、制御板を示し、図１２は、工程図であり、また、図１３は、変形ロータベーンの一部の拡大図である。回転容積形流体機械１０は、外側ステータ組立て１１を有し偏心装着のロータ組立て１２を回転する。ステータ組立て１１は、第一端部プレート１３、二つの半径方向段階ケーシング部分１４，１５および第二端部プレート１６を有し、そしてこの組立ては、適宜の気密シール（図示せず）を介しボルト１７結合されて膨脹／圧縮チャンバ７０を形成する。ロータ組立て１２は、ベーン２１を受入れるそれぞれの角度方向離間の周縁部凹部３３を有するロータ２０を含む。各ベーン２１は、ボルト２６（一つだけ図示されている）でロータ２０に固定される第一ロータディスク２４および第二ロータディスク２５内の軸受２４ａ，２５ａ上に位置する軸線３２の周りを回転（揺動）するようそれぞれ装着される端縁部軸２２，２３と一体化される。軸２３は、第二端部プレート１６内に固定される共通軸２９上（の軸線３０周り）を揺動される揺動アーム（スポーク）２８に対しそれぞれの一体化クランクアーム２７を介して枢着される。アーム２８は、ロータと共に回転し且つ軸２９上を揺動する。アーム２７は軸線３５周りを揺動する。軸線３０からオフセットした軸線４１を有する駆動軸４０は、ロータ組立てに対しボルト２６で支持される。このような構成において、ベーン２１が、凹部３３内の軸線３２周りを揺動して圧縮領域４３と膨脹領域４４とを形成し、ベーン２１の外面４５がケーシング１４の内面４６に対し極めて小さい隙間で配置される。ベーン面４５は、最大の耐性に機械加工され、このベーン面は、面４６に対し極めて小さな作動隙間を有する。適宜の軸受５０が、必要に応じ設けられる。この実施例において、ロータ組立て１２は駆動軸４０上に支持されている。端部プレート１３は、その中央領域５１で、挿入軸受５２，５３を介し端部プレート１６に向け軸方向へ延在する。従って、ロータ組立て上の圧力負荷は、大部分が軸受５２，５３上に負荷され、これにより駆動軸の一端部上に片持ちされるよりはむしろ軸方向へ分散される。駆動軸４０は、４２で軸２９内に受入れられてバランスを改善し、従って軸２９は、その両端部を支持されて片持軸よりは小さな曲げ負荷を負荷されて小形、軽量化される。軸２９は、プレート１６と一体化される。軸２９，４０は、軸方向相対移動で組付けられる。この特徴は、ロータ内に半径方向へ滑動出入されるベーンを有する機械内に適用される。この場合、アーム２７および２８間の相対角度移動の軸線３５は、ケーシング面４６およびベーン外面（すなわち、先端部）４５から半径方向内側に位置し、ベーンは軸線３５の周りまたは周囲に（部分円状に）湾曲される。軸線３５が面４６と一致し、面４５が、ベーン２１がケーシング内を回転する際にこのベーンが旋回する効果的な端縁部である構成と比較して、この発明の構成は、ベーンが軸線３５周りを揺動する際に転動されるこのベーンの先端部に対して湾曲面を提供することにより、先端部の摩耗を減小する。湾曲されたベーン先端部は、製造が容易で、強靭であり、且つ先端部隙間の保守を改善する。アーム２７および２８の長さも減小され、従って重量が減小されると同時に機械の全体直径も小形化される。製造および組立てを容易にするよう、ロータディスク２５は、軸方向相対移動で組立てられる二つの部品５４，５５（図４）から形成されている。部品５４は、凹状端部を備える半径方向部分５６を有し、これは、部品５５の半径方向凹部５７内に受入れられて軸２３のための穴５８を形成し、その一方の表面には凹部５９を備えリブ６１を備える部品５５の突出部６０を受け、このリブ６１は突出部６０間のスロット６２内に受入れられ、全体としては、ロータ部分２０ａのための穴６３を形成する。軸２３は、部品５５の穴５８内に配置されて部品５４が軸方向に所定位置へ移動される。この場合、ロータ面２０ｂ（図２）は、ディスク２５の軸方向延在を延在される。ロータを切除してフランジ６４を備える場合、部品５５は、端縁部凹部を備えてこのフランジ６４を軸４０上に受入れる。ロータディスク２４は、軸２２を受入れるディスク２４内穴を通過する円形スプリットラインで形成される二つの部品から製造され、相対軸方向移動で組立てられる。凹部３３の一方の壁面（後縁面）６５は、全体的に各ベーン２１の面６６に順応し、そして湾曲面４５は、ベーン２１の揺動動作の一方の限界においてベーンで専有されない小容積６７（図３）を形成する。これは、図７に示すように、ロータの６９の部分６８を適宜の形状とすることにより縮小される。これにより、圧縮損失が減小される。図８に示すように、膨脹／圧縮チャンバ７０を潤滑オイルの浸入からシールする一つの方法は、ディスク２４，２５を、その半径方向外端部でボルト結合する二つの軸方向離間部品７１，７２に分割すると共に、その部品７２には軸受７３を、一方部品７１には（軸４０上にリング７５を係合して）シール７４を設けるよう構成することである。部品７１，７２の間の隙間７６は、空気ベントおよびオイルドレンとして作用する。この場合、部品７１，７２は、それぞれ穴５８を貫通する円形面で連結される二つの部品であることができ、従って図６に示す構成は必要としない。閉止スリーブ７７（図２）が、部品１６およびディスク２５の間の軸２９上に配置され、アーム２８は、挿入軸受７８を介してスリーブ７７上を揺動する。これは、スリーブに沿う半径方向の負荷を分散し、アーム２８上のこの半径方向の負荷はアームの回転に従って変化する。スリーブ７７は、ロータ速度とアーム２８の揺動速度との間の速度で回転される。一つの実施態様（図９）において、装置はヒートポンプとして使用される。角度離間の入口ポート９０，９１および出口ポート９２，９３が、ケーシングの内部７０と連通される。放熱機９４および９４ａがスイッチ９４ｂを介して選択的にポート９３，９４に接続され、一方放熱機９５および９５ａはスイッチ９５ｂを介して選択的にポート９１，９２に接続される。流体は閉じ回路内を循環する。放熱機９４ａおよび９５ａは屋内に配置され、一方放熱機９４および９５は屋外に配置されている。夏季には、放熱機９４ａ，９５は使用されず、ポート９３からの温熱流体が放熱機９４内で外気を介し冷却され、そして更にポート９２からの冷却流体が放熱機９５ａを冷却する。冬季には、放熱機９４および９５ａは使用されず、ポート９２からの低温空気が放熱機９５内で環境外気（低温空気よりは暖かい）を介し加熱され、そしてポート９３からの加熱流体が放熱機９４ａを介し屋内を暖房する。若し、装置が例えば内燃エンジン１３１（図１０）内の絞り損失回収タービンとして使用される場合には、装置１００が、空気取入口１０１および入口マニホールド１０２間の蝶形弁と置換され、開閉部およびこれより低圧の入口マニホールド間の圧力差で駆動され、これによりベルト１０３およびクランク軸プーリ０４を駆動してエネルギをクランク軸に加える。この場合、ロータ速度が増大すると、流体の質量流量が増大される。例えば、図３および図１１に示すように、角度延在の空気入口ポート１２０がケーシング１４内に形成され、そして、プレート１２３がケーシング内を角度滑動可能に設けられていて、入口ポートの角度延在を増大または減小し、前記プレートは、図１１に実線で示す空転速度の位置から点線で示す最大ロータ速度（全絞り）の位置１２３ａまで移動される。空転速度では、空気入口ポート１２０は（図３および図１１において）ＡからＢまで延在されるが、プレート１２３は全絞りの位置１２３ａへ移動されるので、空気入口は位置Ｄへ延在される。Ｇで示されているエンジン入口マニホールドへの流動は、位置ＥおよびＡの間に開口されているポートを介して行われる。チャンバ７０の延在を画定する連続（すなわち、隣接）ベーン２１間の間隔は、（図３において）略図的にＢ乃至ＣおよびＤ乃至Ｅで示されている。プレート１２３の動作は、エンジン加速ペダル１２５（図１０）の動作に応答される機構１２４（例えばケーブル）を介して制御される。図１２に示す変形例において、内燃エンジン１３１から排気管１３０を通過される排気ガスの一部は、回転装置１００の空気入口１２０へ通過された後エンジン空気取入へフィードバックされて、大気へ通過される排気ガスの酸化窒素含有量を減小する。この排気ガスの圧力は、通常、環境空気の圧力より低いかまたはこれと等しい。図１３に、高速度使用に意図される別の構成を示す。点Ｘは、ベーンが閉鎖される際（最小容積の区画）にケーシングへ最近接する先端部の点を示し、点Ｚは、ベーンが全開される際（最大容積の区画）にケーシングへ最近接する先端部の点を示し、点Ｙは、点ＸおよびＺの間に位置する。ライン２００，２０１，２０２は、それぞれ点Ｘ，Ｙ，Ｚに対向するケーシング面に対する接線である。ベーン先端部が作動中に旋回すると、ベーン先端部の、ケーシング内面に最近接する部分は、点Ｘから点Ｚへ移動される。点Ｙおよび点Ｚの間で、機構応力はその最高となりそして先端部の標準隙間（Ｘで計算される）は減小される。一般的に、ベーンおよび駆動軸の間のリンク機構は、ベーンを（軸受、クランクアームを含み）揺動、伸長および／または捩らせそして先端部隙間を減小させる。減小度が有効隙間よりも大きくなると先端部摩擦が発生する。高速度、例えば、６０００ｒｐｍでは、比較的大きな先端部の移動が点ＹおよびＺの間で発生する。先端部上の強大な摩擦を防止するため、先端部の輪郭は、点線２０３で示すようなより平らな形状に変更される。これは、ケーシングの各増分毎の曲率に追随されるが、実際的な目的では前記ライン２０３は、点ＹおよびＺにおける半径２０６，２０７にそれぞれ直交する先端部の上に機械加工される二つの平面２０４，２０５である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年７月１３日（１９９９．７．１３）【補正内容】明細書回転容積形流体機械本発明は、回転容積形流体機械に関する。この種の機械は、特許明細書ＷＯ９６／３９５７１号公報に開示されており、すなわち、これによれば、ロータが、軸線周りを回転するようケーシング内に偏心して装着され、このロータは、ベーンをそれぞれ受入れる凹部を備えてロータが回転される際に凹部内でベーンを揺動し、各ベーンは、ベーン軸線周りを揺動するようアーム上にクランクを介して連結され、そしてアームは、ロータ軸線からオフセットした軸線周りを揺動され得るように構成されている。ベーン軸線はケーシングの半径方向内面と一致し、従ってケーシングの半径方向内面と一致する軸線上のベーン先端部周りを旋回する。本発明によれば、回転容積形流体機械であって、軸線周りを回転するようケーシング内に偏心して装着されるロータを有し、このロータは、ベーンをそれぞれ受入れる凹部を備えてロータが回転される際に凹部内でベーンを揺動し、各ベーンは、ベーン軸線周りを揺動するようアーム上にクランクを介して連結され、前記アームは、ロータ軸線からオフセットした軸線周りを揺動される回転容積形流体機械において、ベーン軸線は、ケーシングの半径方向内面の半径方向内側に配置されることを特徴とする回転容積形流体機械が提供される。ベーン先端部は、前記ベーン軸線周りに湾曲される。各ベーンの湾曲先端部の輪郭は、ロータの高速時におけるケーシングの半径方向内面からの隙間を確保するようより平らな形状に変更する。変更された輪郭は、一つまたはそれ以上の平面を含む。本発明は、種々の方法で実施することができるが、次に実施例として変形可能な特定の一実施態様を、多少略図的である添付図面を参照しながら以下説明する。図において図１は、回転機械の一部を切徐した斜視図であり、図２は、機械の略断面図であり、図３は、ロータの軸方向略図であり、図４は、ロータディスクの分解斜視図であり、図５は、ディスクの一部の斜視図であり、図６は、ディスクの軸方向図であり、図７は、変形例を示し、図８は、別の変形例を示し、図９は、ヒートポンプを示し、また図１０は、エンジンを示し、図１１は、制御板を示し、図１２は、工程図であり、また、図１３は、変形ロータベーンの一部の拡大図である。回転容積形流体機械１０は、外側ステータ組立て１１を有し偏心装着のロータ組立て１２を回転する。ステータ組立て１１は、第一端部プレート１３、二つの半径方向段階ケーシング部分１４，１５および第二端部プレート１６を有し、そしてこの組立ては、適宜の気密シール（図示せず）を介しボルト１７結合されて膨脹／圧縮チャンバ７０を形成する。ロータ組立て１２は、ベーン２１を受入れるそれぞれの角度方向離間の周縁部凹部３３を有するロータ２０を含む。各ベーン２１は、ボルト２６（一つだけ図示されている）でロータ２０に固定される第一ロータディスク２４および第二ロータディスク２５内の軸受２４ａ，２５ａ上に位置する軸線３２の周りを回転（揺動）するようそれぞれ装着される端縁部軸２２，２３と一体化される。軸２３は、第二端部プレート１６内に固定される共通軸２９上（の軸線３０周り）を揺動される揺動アーム（スポーク）２８に対しそれぞれの一体化クランクアーム２７を介して枢着される。アーム２８は、ロータと共に回転し且つ軸２９上を揺動する。アーム２７は軸線３５周りを揺動する。軸線３０からオフセットした軸線４１を有する駆動軸４０は、ロータ組立てに対しボルト２６で支持される。このような構成において、ベーン２１が、凹部３３内の軸線３２周りを揺動して圧縮領域４３と膨脹領域４４とを形成し、ベーン２１の外面４５がケーシング１４の内面４６に対し極めて小さい隙間で配置される。ベーン面４５は、最大の耐性に機械加工され、このベーン面は、面４６に対し極めて小さな作動隙間を有する。適宜の軸受５０が、必要に応じ設けられる。この実施例において、ロータ組立て１２は駆動軸４０上に支持されている。端部プレート１３は、その中央領域５１で、挿入軸受５２，５３を介し端部プレート１６に向け軸方向へ延在する。従って、ロータ組立て上の圧力負荷は、大部分が軸受５２，５３上に負荷され、これにより駆動軸の一端部上に片持ちされるよりはむしろ軸方向へ分散される。駆動軸４０は、４２で軸２９内に受入れられてバランスを改善し、従って軸２９は、その両端部を支持されて片持軸よりは小さな曲げ負荷を負荷されて小形、軽量化される。軸２９は、プレート１６と一体化される。軸２９，４０は、軸方向相対移動で組付けられる。この特徴は、ロータ内に半径方向へ滑動出入されるベーンを有する機械内に適用される。この場合、アーム２７および２８間の相対角度移動の軸線３５は、ケーシング面４６およびベーン外面（すなわち、先端部）４５から半径方向内側に位置し、ベーンは軸線３５の周りまたは周囲に（部分円状に）湾曲される。軸線３５が面４６と一致し、面４５が、ベーン２１がケーシング内を回転する際にこのベーンが旋回する効果的な端縁部である構成と比較して、この発明の構成は、ベーンが軸線３５周りを揺動する際に転動されるこのベーンの先端部に対して湾曲面を提供することにより、先端部の摩耗を減小する。湾曲されたベーン先端部は、製造が容易で、強靭であり、且つ先端部隙間の保守を改善する。アーム２７および２８の長さも減小され、従って重量が減小されると同時に機械の全体直径も小形化される。製造および組立てを容易にするよう、ロータディスク２５は、軸方向相対移動で組立てられる二つの部品５４，５５（図４）から形成されている。部品５４は、凹状端部を備える半径方向部分５６を有し、これは、部品５５の半径方向凹部５７内に受入れられて軸２３のための穴５８を形成し、その一方の表面には凹部５９を備えリブ６１を備える部品５５の突出部６０を受け、このリブ６１は突出部６０間のスロット６２内に受入れられ、全体としては、ロータ部分２０ａのための穴６３を形成する。軸２３は、部品５５の穴５８内に配置されて部品５４が軸方向に所定位置へ移動される。この場合、ロータ面２０ｂ（図２）は、ディスク２５の軸方向延在を延在される。ロータを切除してフランジ６４を備える場合、部品５５は、端縁部凹部を備えてこのフランジ６４を軸４０上に受入れる。ロータディスク２４は、軸２２を受入れるディスク２４内穴を通過する円形スプリットラインで形成される二つの部品から製造され、相対軸方向移動で組立てられる。凹部３３の一方の壁面（後縁面）６５は、全体的に各ベーン２１の面６６に順応し、そして湾曲面４５は、ベーン２１の揺動動作の一方の限界においてベーンで専有されない小容積６７（図３）を形成する。これは、図７に示すように、ロータの６９の部分６８を適宜の形状とすることにより縮小される。これにより、圧縮損失が減小される。図８に示すように、膨脹／圧縮チャンバ７０を潤滑オイルの浸入からシールする一つの方法は、ディスク２４，２５を、その半径方向外端部でボルト結合する二つの軸方向離間部品７１，７２に分割すると共に、その部品７２には軸受７３を、一方部品７１には（軸４０上にリング７５を係合して）シール７４を設けるよう構成することである。部品７１，７２の間の隙間７６は、空気ベントおよびオイルドレンとして作用する。この場合、部品７１，７２は、それぞれ穴５８を貫通する円形面で連結される二つの部品であることができ、従って図６に示す構成は必要としない。閉止スリーブ７７（図２）が、部品１６およびディスク２５の間の軸２９上に配置され、アーム２８は、挿入軸受７８を介してスリーブ７７上を揺動する。これは、スリーブに沿う半径方向の負荷を分散し、アーム２８上のこの半径方向の負荷はアームの回転に従って変化する。スリーブ７７は、ロータ速度とアーム２８の揺動速度との間の速度で回転される。一つの実施態様（図９）において、装置はヒートポンプとして使用される。角度離間の入口ポート９０，９１および出口ポート９２，９３が、ケーシングの内部７０と連通される。放熱機９４および９４ａがスイッチ９４ｂを介して選択的にポート９３，９４に接続され、一方放熱機９５および９５ａはスイッチ９５ｂを介して選択的にポート９１，９２に接続される。流体は閉じ回路内を循環する。放熱機９４ａおよび９５ａは屋内に配置され、一方放熱機９４および９５は屋外に配置されている。夏季には、放熱機９４ａ，９５は使用されず、ポート９３からの温熱流体が放熱機９４内で外気を介し冷却され、そして更にポート９２からの冷却流体が放熱機９５ａを冷却する。冬季には、放熱機９４および９５ａは使用されず、ポート９２からの低温空気が放熱機９５内で環境外気（低温空気よりは暖かい）を介し加熱され、そしてポート９３からの加熱流体が放熱機９４ａを介し屋内を暖房する。若し、装置が例えば内燃エンジン１３１（図１０および図１２）内の絞り損失回収タービンとして使用される場合には、装置１００が、空気取入口１２０および入口マニホールド１０２間の蝶形弁と置換され、開閉部およびこれより低圧の入口マニホールド間の圧力差で駆動され、これによりベルト１０３およびクランク軸プーリ１０４を駆動してエネルギをクランク軸に加える。この場合、ロータ速度が増大すると、流体の質量流量が増大される。例えば、図３および図１１に示すように、角度延在の空気入口ポート１２０がケーシング１４内に形成され、そして、プレート１２３がケーシング内を角度滑動可能に設けられていて、入口ポートの角度延在を増大または減小し、前記プレートは、図１１に実線で示す空転速度の位置から点線で示す最大ロータ速度（全絞り）の位置１２３ａまで移動される。空転速度では、空気入口ポート１２０は（図３および図１１において）ＡからＢまで延在されるが、プレート１２３は全絞りの位置１２３ａへ移動されるので、空気入口は位置Ｄへ延在される。Ｇで示されているエンジン入口マニホールドへの流動は、位置ＥおよびＡの間に開口されているポートを介して行われる。チャンバ７０の延在を画定する連続（すなわち、隣接）ベーン２１間の間隔は、（図３において）略図的にＢ乃至ＣおよびＤ乃至Ｅで示されている。プレート１２３の動作は、エンジン加速ペダル１２５（図１０）の動作に応答される機構１２４（例えばケーブル）を介して制御される。図１２に示す変形例において、内燃エンジン１３１から排気管１３０を通過される排気ガスの一部は、回転装置１００の空気入口１２０へ通過された後エンジン空気取入へフィードバックされて、大気へ通過される排気ガスの酸化窒素含有量を減小する。この排気ガスの圧力は、通常、環境空気の圧力より低いかまたはこれと等しい。図１３に、高速度使用に意図される別の構成を示す。点Ｘは、ベーンが閉鎖される際（最小容積の区画）にケーシングへ最近接する先端部の点を示し、点Ｚは、ベーンが全開される際（最大容積の区画）にケーシングへ最近接する先端部の点を示し、点Ｙは、点ＸおよびＺの間に位置する。ライン２００，２０１，２０２は、それぞれ点Ｘ，Ｙ，Ｚに対向するケーシング面に対する接線である。ベーン先端部が作動中に旋回すると、ベーン先端部の、ケーシング内面に最近接する部分は、点Ｘから点Ｚへ移動される。点Ｙおよび点Ｚの間で、機構応力はその最高となりそして先端部の標準隙間（Ｘで計算される）は減小される。一般的に、ベーンおよび駆動軸の間のリンク機構は、ベーンを（軸受、クランクアームを含み）揺動、伸長および／または捩らせそして先端部隙間を減小させる。減小度が有効隙間よりも大きくなると先端部摩擦が発生する。高速度、例えば、６０００ｒｐｍでは、比較的大きな先端部の移動が点ＹおよびＺの間で発生する。先端部上の強大な摩擦を防止するため、先端部の輪郭は、点線２０３で示すようなより平らな形状に変更される。これは、ケーシングの各増分毎の曲率に追随されるが、実際的な目的では前記ライン２０３は、点ＹおよびＺにおける半径２０６，２０７にそれぞれ直交する先端部の上に機械加工される二つの平面２０４，２０５である。請求の範囲１．回転容積形流体機械であって、軸線（４１）周りを回転するようケーシング（１４，１５）内に偏心して装着されるロータ（１２）を有し、このロータは、ベーン（２１）をそれぞれ受入れる凹部（３３）を備えてロータが回転される際に凹部内でベーンを揺動し、各ベーン（２１）は、ベーン軸線（３５）周りを揺動するようアーム（２８）上にクランク（２７）を介して連結され、前記アーム（２８）は、ロータ軸線（４１）からオフセットした軸線（３０）周りを揺動される回転容積形流体機械において、ベーン軸線（３５）は、ケーシングの半径方向内面（４６）の半径方向内側に配置されることを特徴とする回転容積形流体機械。２．ベーン先端部（４５）は、前記ベーン軸線（３５）周りに湾曲されることを特徴とする請求項１記載の回転容積形流体機械。３．ケーシングは、軸方向に離間される端部部材（１３，１６）を有し、その一方（１３）は他方側へ延在して駆動軸（４０）上に支持されることを特徴とする請求項１または２記載の回転容積形流体機械。４．ロータ軸線（４１）は、前記他方のケーシング端部部材内に支持される要素を備え、この要素は駆動軸（４０）を介して支持されることを特徴とする請求項３記載の回転容積形流体機械。５．ロータ（１２）は、ロータ端部部材（２４，２５）の間に配置され、ロータ端部部材は、シールおよび軸受をそれぞれ介装される内側および外側部品とそれぞれのベーン軸（２３）とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転容積形流体機械。６．ケーシングは、駆動軸（４０）上に支持される軸受（５２）上に装着されそして両ケーシング端部部材（１３，１６）の間に配置されることを特徴とする請求項３記載の回転容積形流体機械。７．各ベーン（２１）は、ロータ上にそれぞれ半径方向へ配置される凹部（３３）内に配置され、各凹部を画定する少なくとも一つの壁部は、それぞれのベーン（２１）の湾曲された先端部（４５）に部分的に追随するように湾曲（６９）され、これにより、湾曲された先端部（４５）とケーシングの隣接する半径方向内面（４６）との間のスペース容積が、それぞれのベーンの揺動動作の一限界において減小されることを特徴とする請求項２または３記載の回転容積形流体機械。８．ケーシング（１４，１５）内に偏心して装着されるロータ組立て（１２）を有し、このロータ組立ては、可動ベーン（２１）を備えるロータを介装する端部部材（２４，２５）を有し、そして駆動軸（４０）が、一方の端部部材を貫通延在して他方の端部部材に連結されることにより前記ロータ組立てを支持することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の回転容積形流体機械。９．ベーン（２１）は、ロータの凹部内に半径方向滑動可能に装着されることにより端部部材に対して揺動されることを特徴とする請求項８記載の回転容積形流体機械。１０．前記ロータ端部部材の一方は、相対軸方向移動で組立てるよう適用される二つの部品から形成されることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１１．内燃エンジンのクランク軸に結合されて環境空気とエンジン入口マニホールド内空気との間の圧力差で駆動されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１２．エンジンからの排気ガスは、回転容積形流体機械の入口に供給されることを特徴とする請求項１１記載の回転容積形流体機械。１３．ケーシングの内部と連通される角度離間の入口ポートおよび出口ポートを有するヒートポンプとして使用される場合に、流体は閉じ回路内を循環することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１４．ケーシング内に、流体入口ポートおよび流体出口ポートと、隣接ベーン間のチャンバであって、圧縮および膨脹チャンバとして繰返し且つ交互に作用されるチャンバとを含むことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１５．前記入口ポートは、サイズを調節可能であることを特徴とする請求項１４記載の回転容積形流体機械。１６．前記入口ポートは、流体の質量流量の変化に従い自動的に調節可能であることを特徴とする請求項１５記載の回転容積形流体機械。１７．各ベーンの湾曲先端部の輪郭は、ロータの高速時におけるケーシングからの隙間を確保するようより平らな形状（２０３）に変更されることを特徴とする請求項２記載の回転容積形流体機械。１８．変更された輪郭は、一つまたはそれ以上の平面（２０４，２０５）を含むことを特徴とする請求項１７記載の回転容積形流体機械。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．回転容積形流体機械であって、軸線周りを回転するようケーシング内に偏心して装着されるロータを有し、このロータは、ベーンをそれぞれ受入れる凹部を備えてロータが回転される際に凹部内でベーンを揺動し、各ベーンは、ベーン軸線周りを揺動するようアーム上にクランクを介して連結され、前記アームは、ロータ軸線からオフセットした軸線周りを揺動され、ベーン軸線は、ケーシングの半径方向内面の半径方向内側に配置されることを特徴とする回転容積形流体機械。２．ベーン先端部は、前記ベーン軸線周りに湾曲されることを特徴とする請求項１記載の回転容積形流体機械。３．ケーシングは、軸方向に離間される端部部材を有し、その一方は他方側へ延在して駆動軸上に支持されることを特徴とする請求項１または２記載の回転容積形流体機械。４．ロータ軸線は、前記他方のケーシング端部部材内に支持される要素を備え、この要素は駆動軸を介して支持されることを特徴とする請求項３記載の回転容積形流体機械。５．ロータは、ロータ端部部材の間に配置され、ロータ端部部材は、シールおよび軸受をそれぞれ介装される内側および外側部品とそれぞれのベーン軸とを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転容積形流体機械。６．ケーシングは、駆動軸上に支持される軸受上に装着されそして両ケーシング端部部材の間に配置されることを特徴とする請求項３記載の回転容積形流体機械。７．各ベーンは、ロータ上にそれぞれ半径方向へ配置される凹部内に配置され、各凹部を画定する少なくとも一つの壁部は、それぞれのベーンの湾曲された先端部に部分的に追随するように湾曲され、これにより、湾曲された先端部とケーシングの隣接する半径方向内面との間のスペース容積が、それぞれのベーンの揺動動作の一限界において減小されることを特徴とする請求項２または３記載の回転容積形流体機械。８．回転容積形流体機械であって、ケーシング内に偏心して装着されるロータ組立てを有し、このロータ組立ては、可動ベーンを備えるロータを介装する端部部材を有し、そして駆動軸が、一方の端部部材を貫通延在して他方の端部部材に連結されることにより前記ロータ組立てを支持することを特徴とする回転容積形流体機械。９．ベーンは、ケーシングの半径方向内面の半径方向内側に位置するベーン軸線周りを揺動されることができ、ベーン先端部は、前記ベーン軸周りに湾曲されることを特徴とする請求項８記載の回転容積形流体機械。１０．ベーンは、ロータの凹部内に半径方向滑動可能に装着されることにより端部部材に対して揺動されることを特徴とする請求項８記載の回転容積形流体機械。１１．前記ロータ端部部材の一方は、相対軸方向移動で組立てるよう適用される二つの部品から形成されることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１２．内燃エンジンのクランク軸に結合されて環境空気とエンジン入口マニホールド内空気との間の圧力差で駆動されることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１３．エンジンからの排気ガスは、回転容積形流体機械の入口に供給されることを特徴とする請求項１２記載の回転容積形流体機械。１４．ケーシングの内部と連通される角度離間の入口ポートおよび出口ポートを有するヒートポンプとして使用される場合に、流体は閉じ回路内を循環することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１５．ケーシング内に、流体入口ポートおよび流体出口ポートと、隣接ベーン間のチャンバであって、圧縮および膨脹チャンバとして繰返し且つ交互に作用されるチャンバとを含むことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の回転容積形流体機械。１６．前記入口ポートは、サイズを調節可能であることを特徴とする請求項１５記載の回転容積形流体機械。１７．前記入口ポートは、流体の質量流量の変化に従い自動的に調節可能であることを特徴とする請求項１６記載の回転容積形流体機械。１８．各ベーンの湾曲先端部の輪郭は、ロータの高速時におけるケーシングからの隙間を確保するようより平らな形状に変更されることを特徴とする請求項２記載の回転容積形流体機械。１９．変更された輪郭は、一つまたはそれ以上の平面を含むことを特徴とする請求項１８記載の回転容積形流体機械。２０．内燃エンジンのクランク軸に結合されて環境空気とエンジン入口マニホールド内空気との間の圧力差で駆動される回転容積形流体機械において、エンジンからの排気ガスが回転装置の入口へ供給されることを特徴とする回転容積形流体機械。