JP2004537002A - 開口又は閉口固定構造内部において、回転チャンバーと、同方向に速度を変化させ互いに代替的に反対に駆動されるピストンとで形成されたポンプ、コンプレッサー及びモーターエンジン構築システム - Google Patents

Abstract

本発明は、ポンプ、コンプレッサー及びモーターエンジンの構築システムに関し、開口又は閉口固定構造の内部で、回転チャンバーと、速度を代替的に反対へと変化させるのに十分な機構を介して、速度を変化させ同方向へと、かつ、代替的に互いに反対に駆動されるピストンとから構成されている。他方、このシステムは回転可能であり、ハーフチャンバーのうち一つのそれぞれに取り付けられ、ハーフチャンバー自体に密封し、他のハーフチャンバーのホローに摺動して進入しその容量を代替的に変化させる少なくとも二つの区画を生み出す、好ましくは二つの回転ハーフチャンバーにて形成されている。回転ハーフチャンバーのそれぞれの軸は、チャンバーを支持する固定構造の内部で運動する。この構造は、開口していてもよく、あるいは、密封部分を有していてもよい。これらの実施例の一つにおいて、この構造は、流動体の吸入及び排出のための開口部が位置している場所にリングを有している。このリングの反対の側面に配置され、主要チャンバーに近接して、回転ハーフチャンバーのそれぞれは作動する。ハーフチャンバーのそれぞれの固定された少なくとも一つのピストン又はディスプレイサーは、ハーフチャンバーのセクターを密封し、摺動方式にて、他の回転ハーフチャンバーにおいて、ハーフチャンバー自体に導入し、チャンバーを少なくとも二つの区画に分割する。チャンバーが十分な機構（摺動アーム、偏心ギア、楕円ギア、プラネタリギア等）により動作している時、代替的に容量を変化する。

Description

【０００１】
本発明は、ポンプ、コンプレッサー及びモーターエンジンの構造システムに関し、開口又は閉口固定構造内部にて、回転チャンバーと、代替的に反対の速度変化させる十分な機構を介して、速度を変化させながら同方向に、かつ、代替的に互いに反対に駆動されるピストンから構成されている。
【０００２】
この新規なシステムは、チャンバーが基本的に固定されていないという事実により特徴付けられる。逆に、これは、回転可能で、少なくとも一つのディスプレイサー（ｄｉｓｐｌａｃｅｒ）又はピストンとともに、二つの回転ハーフチャンバーにより形成され、これらのうちの一つのそれぞれに取り付けられ、ハーフチャンバー自体に近接し、かつ、他のハーフチャンバーのホローに摺動することによりそれぞれ進入し、代替的にその容量を変化させる少なくとも二つの区画を生み出している。
【０００３】
回転ハーフチャンバーのそれぞれの軸は、これらを支持する固定構造内部で回転する。この構造は、開口していてもよく、あるいは、クランク室と同様に機能する密閉された区画を有していてもよい。
【０００４】
これらのバージョンの一つにおいて、構造は、流動体の吸入及び排出のための開口部が配置されているところにリングを有している。このリングの反対側の側面に対して傾斜することは、主チャンバーに近接して、回転ハーフチャンバーのそれぞれを作動する。ハーフチャンバーのそれぞれの固定された少なくとも一つのピストンは、同じセクターを密閉しており、かつ、他の回転ハーフチャンバーにそれ自身を摺動し、このチャンバーを少なくとも二つの区画に分割している。この回転ハーフチャンバーが代替的に反対速度の十分な機構（スライディングアーム、偏心ギア、楕円ギア、プラネタリギアを有するコーンなど）により運動状態にある場合、これらは、このハーフチャンバーの区画の容量を代替的に変化させる。
【０００５】
他のバージョンにおいて、この二つのハーフチャンバーは、互いに対して全体的に配置され作動し、かつ、これらのそれぞれは、好ましくはディスプレイサー近傍にて、流動体の吸入及び排出に機能する開口部を有している。回転ハーフチャンバーの外部にあり、適切に密封され、吸入及び排出開口部を有する固定構造におけるリングは、ハーフチャンバーのこれら開口部がハーフチャンバーに沿って摺動するにつれ、流動体の吸入及び排出を代替的に閉口及び開口している。
【０００６】
第３の実施例において、回転ハーフチャンバーの一つは、主要部及び主チャンバーの側部の一つを作り出しており、他の回転ハーフチャンバーは、チャンバーの外部部分及び他の側部を形成している。
【０００７】
この構造の内部では、空気の自由な循環を可能にする、二つのハーフチャンバーの動作で開口されてもよく、あるいは、可変圧力にて、潤滑流動体及び／又は冷却流動体などを配置してもよいホロー内部を収容すべく閉口されてもよい。
【０００８】
この新規システムを使用することにより、圧縮若しくは吸入ポンプ、流動体若しくはガスの動作を操作する他のポンプ、内部内燃機関、内的な加熱若しくは冷却流動体により機能するモーター、又は、流動体圧力により駆動されるものなどを構築することが可能となる。
【０００９】
（本発明及び背景技術）
少なくとも一つのピストンをそれぞれに伴った二つのローターにて動作するコンプレッサー又はエンジンシステムはすでに公知である。この二つのローターは、固定チャンバー内部で代替的に反対の可変速度にて駆動する一種の特別機構（摺動アーム、偏心ギア、楕円ギア又はプラネタリギアなど）により、容量を変化させ、先のチャンバーを少なくとも二つの区画に分割して動作する。
【００１０】
これらのシステムは、代替的又は偏心回転システムと比較する際、密封、加熱及び摩擦領域における重要な問題を抱えている。これらの問題点は、現在のところ、商品化を阻止してきた。
【００１１】
現在知られているモデルは、二つのローターが固定チャンバー内部で動作される際、これらモーターのセグメントが、このチャンバーを密封し、チャンバーを少なくとも二つの区画に分割して動作するディスプレイサー又はピストンを運動させるという原理に基づいている。いくつかのモデルにおいて、このディスプレイサーは、また、他のローターの体部の一部でも動作する。本発明は、二つの回転ハーフチャンバーにてできた回転チャンバーを提案し、その目的は、複数の基礎的技術において、現在知られているエンジン又は回転コンプレッサーの公知のモデル又はシステムを超える、二つのローターの代替的に変化する速度に関する原理に基づいた構造の新形態を提供することにある。
【００１２】
本発明の利点は、以下の基礎的事項にて明確に表現される。
【００１３】
１）密封：各回転ハーフチャンバーがこれに固定されたホローの密封性を有しており、かつ、ディスプレイサー又はピストンが他のハーフチャンバーに対して摺動し動作するのみであるので、密封された領域の寸法を５０％以上減少させる。
【００１４】
２）摩擦：密封されるより少ない領域に対してのみならず、ディスプレイサーが摺動方式により移動する他のハーフチャンバーの領域が同方向にて相対した動作状態にあるので、摩擦が減少する。例えば、ローターの一つが９０°の回転弧にて回転する際、他のローターは、同方向に２７０°の円弧にて回転し、二つのローター間の相対的な動作は１８０°となる。もし、この同様の動きが固定チャンバーとの関係において実現されると、これらの動きの合計は３６０°円弧となる。
【００１５】
３）加熱：現在まで、公知のモデルは、チャンバー側の一つにおいてのみ熱を発生し、他の側では温度を低下させる（吸入及び排出）圧縮又は爆発の動作を行っていた。この事実は、密封性を危うくし、かつ、摩擦を増加させる不均衡な膨張を生じさせる。
【００１６】
内部に個々のピストンを伴ったローターが動作する固定チャンバーを有していない本発明は、チャンバーの異なる部品を代替し、これらは、熱を受け入れ、かつ、冷却され、ハーフチャンバーの温度を均一的、かつ、全体的に均質化し、従って、熱変性を阻止する。他方、このハーフチャンバーが複数種類の冷却流動体を伴って適切に密封された固定構造内部で回転すると、より一層温度の均質化に寄与することとなる。
【００１７】
本発明におけるこれらの３つの重要な利点の他に、本発明は、装置構造において、不可能とする欠点を有すことなく、変化し、かつ、代替的に反対の速度にて運動するローターの原理を利用するという可能性を供し、現在、このシステムは、代替的あるいは偏心回転ピストンのシステムと比較して、利点を示している。さらなる利点は、この全体的なセットにおける冷却、潤滑及び密封性及びこの構造において指摘されるであろう。
【００１８】
この固定構造の内部では、ハーフチャンバーが簡単に密封可能であり、冷却溶媒をこの内部に配置することが可能である。
【００１９】
また、この内部には潤滑流動体を配置することも可能である。ハーフチャンバー内部にて、適切なダクトを介して、遠心力又はピストンの圧力により駆動されることにより流動可能である。
【００２０】
他方、この潤滑流動体は、理想的な動作温度を保持すべく冷却されてもよい。
【００２１】
この密封構造では、ローターの動作が圧力を増加させる区画の発生を可能としており、固定リングにより、より簡便にチャンバー間とともにハーフチャンバー間でシーリングを作り出し、この装置を動作する環境から隔離している。
【００２２】
回転ハーフチャンバーの使用により示される他の利点は、ピストンの摺動部分の寸法が５０％以上減少されるので、より小さな半径を有しつつ、より長いエンジン又はコンプレッサーを構築することが可能となる点であり、かつ、遠心力により生じる振動を軽減可能であり、より低い振動にてより速い速度にて動作することが可能となる。
【００２３】
本発明を添付した図面により示す。
【００２４】
本発明を例示する目的及び本発明を妨害したり限定することなく、等価物を図面に関連させながら述べる。
【００２５】
図１は、二つのハーフチャンバー３及び５により形成されたコンプレッサーに関する上面図を示しており、互いのハーフチャンバーに摺動することにより進入しているピストン４及び６を示している。ハーフチャンバー３及び５は、潤滑流動体及び／又は冷却流動体を有することができるホロー２と共に固定構造１の内部にて回転する。構造１は、吸入及び排出のための二つの開口部７及び８を伴った一種のリング１５を示しており、二つのハーフチャンバー３及び５は、それぞれ個々のシール１０を伴って横方向に配置され、シール９は、二つのハーフチャンバー３及び５間で機能している。ハーフチャンバーのそれぞれは、エンジンに連結されたダブルコネクティングロッドシステム１３により作動される個別のアームを伴った軸を有している。このダブルコネクティングロッドの中心軸は、摺動ベアリング１４の移動を担当している動作伝達アーム１１及び１２の中心軸から離れており、動作伝達の半径長を変化させ、一定速度の動作を回転ハーフチャンバーの両方に変化させ、かつ、代替的に反対速度の動作へと変換している。この方式により回転することで、二つのピストン間で生み出された区画は、代替的にその容量を増加及び減少させ、吸引及び圧縮の操作を可能としている。これらの配置において、ピストンはリング１５の開口部７及び８を開口又は閉口し、流動体の吸入及び排出を許容している。モーターコネクティングロッドが３６０°回転すると、この回転コンプレッサーにおいて２つの吸入操作及び２つの圧縮操作に対応する。
【００２６】
図２は、互いに向かい合って配置され動作する二つのハーフチャンバーにより形成されたコンプレッサーに関する上面図であり、それぞれ開口部１７及び１８を有している。固定構造１の一部である両ハーフチャンバーの外部のリング１６は、この配置におけるハーフチャンバーのそれぞれの開口部がリング１６の開口部７及び８に同一である場合、流動体の吸入及び排出を可能としている。
【００２７】
図３は、図２で示している同様のモデルに関する側面図である。
【００２８】
図４は、二つの回転ハーフチャンバーにより形成されたコンプレッサーの上面図であり、これらの一つ３は、主チャンバーの側部及び内部の一つを作り出しており、他の一つ５は、チャンバーの残りの側部及び外側部分を作り出している。吸入及び排出のためのシールは、回転ハーフチャンバー５に関して、リング１６を介して、回転ハーフチャンバー３に関してはリング１９を介して操作される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】固定構造内にて回転する二つのハーフチャンバーにより形成されたコンプレッサーに関する上面図であり、これらのそれぞれは、摺動ベアリングを伴った取付ロッドシステムにより動作されるそれぞれのアームを伴う軸を有している。
【図２】互いに配置され作動する二つのハーフチャンバーにより形成されたコンプレッサーに関する上面図である。
【図３】図２に示した同様のモデルに関する側面図である。
【図４】二つの回転ハーフチャンバーにより形成されたコンプレッサーに関する上面図であり、チャンバーの一つは、チャンバーの側面及び内部部分の一つを作り出しており、他の回転ハーフチャンバーは、チャンバーの残りの側面及び外部部分を作り出している。

Claims (9)

1. 開口又は閉口固定構造内部で、回転チャンバーと、変化し同方向に、かつ、代替的に互いに反対の速度で運動するピストンとで形成されたポンプ、コンプレッサー及びモーターエンジン構造システムであって、前記チャンバーは、基本的に固定されていないという事実により特徴付けられる。他方、当該システムは、当該システムが代替的な反対の速度変化機構（摺動アーム、偏心ギア、楕円ギア、プラネタリギア等）により駆動される際、代替的に容量が変化する少なくとも二つの区画を生み出すように、二つの回転ハーフチャンバーにより回転的に形成され、前記チャンバーは、該チャンバーの一つにそれぞれ取り付けられたピストンを少なくとも有し、
   前記ピストンは、前記ハーフチャンバーに近接し、前記のもう一方のハーフチャンバーにそれぞれ摺動して進入している。
2. 前記回転ハーフチャンバーのそれぞれの軸は、前記チャンバーを支持する固定構造内部で回転し、かつ、前記構造は、開口又は密封ホローを有しているという事実により特徴付けられる請求項１に記載のシステム。
3. 前記固定構造は、流動体の吸入及び排出のための開口部が配置されている位置にリングを有しているという事実により特徴付けられる請求項１又は２に記載のシステム。前記リングの側面に配置され、それぞれシールを有する回転ハーフチャンバーのそれぞれは、前記チャンバーを閉口して作動する。
4. 前記回転ハーフチャンバーの両方は、互いに対して全体的に配置され作動し、かつ、流動体の吸入及び排出に機能する開口部をそれぞれ有しているという事実により特徴付けられる請求項１又は２に記載のシステム。
5. 前記固定構造は、前記回転ハーフチャンバーのそれぞれの外部部分に配置された流動体の吸入及び排出のための、代替的に閉口及び開口する開口部を伴ったリングを有しているという事実により特徴付けられる請求項１、２及び４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記回転ハーフチャンバーの一つは、前記主チャンバーの内部壁及び側面の一つを構築し、もう一方の前記回転チャンバーは、前記主チャンバーの外部壁及び前記側面のもう一方を構築しているという事実により特徴付けられる請求項１、２、４及び５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記回転チャンバーは、好ましくは回転ハーフチャンバーの形態にて、二つの部分で構築されており、前記主チャンバーは、最も多様な幾何学形態を有してもよいという事実により特徴づけられる請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記回転ハーフチャンバーのそれぞれは、二つ以上のピストン及び開口部を有しているという事実により特徴付けられる請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシステム。
9. ポンプ、流動体コンプレッサー、内燃機関、水力エンジン、又は、圧力により若しくは流動体の加熱及び冷却により駆動されるエンジン、の構築に使用されるという事実により特徴付けられる請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシステム。