JP2006132534A - Rotary fluid prime mover - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、概して流体機械に関し、より具体的には、回転軸中心に回転する往復運動ピストンを含むタイプのロータリ流体原動機に関する。 The present invention relates generally to fluid machines, and more specifically to a rotary fluid primer of the type that includes a reciprocating piston that rotates about a rotational axis.
当出願人による従来発明として、以下を参照されたい。 特許文献1「内燃ロータリ・エンジン」、特許文献2「内燃ロータリ・エンジン」、特許文献3「回転圧縮機若しくはポンプ」、特許文献4「内燃ロータリ・エンジン」、特許文献5「内燃ロータリ・エンジン」、特許文献6「ロータリ流体原動機」。
For the prior invention by the applicant, please refer to the following.
本発明を流体原動機として応用する代替実施例は、様々考えられる。流体原動機は、ロータリ内燃機関と構造を同じくし、円筒状ケーシングと、同円筒状ケーシング内に軸心とする出力軸を備えるロータ及びクランク軸、ロータ内にピストン、ピストン室とを含む。各ピストン室では、加圧流体が吸入口を介して下降移動し、排出口を介して排出される。 Various alternative embodiments of applying the present invention as a fluid prime mover are possible. The fluid prime mover has the same structure as the rotary internal combustion engine, and includes a cylindrical casing, a rotor and a crankshaft including an output shaft having an axial center in the cylindrical casing, and a piston and a piston chamber in the rotor. In each piston chamber, the pressurized fluid moves downward through the suction port and is discharged through the discharge port.
円筒状室を形成するケーシングと、前記円筒状室内にあって入力軸を軸心として有するロータであって、後端に小歯車付きのクランク軸を備えるロータと、ロータ内にあるピストン室及びピストンと、入力軸及びクランク軸の回転を同期化するために設けられた駆動列とを備える流体原動機とする。 A casing that forms a cylindrical chamber, a rotor that has an input shaft as an axis in the cylindrical chamber and that has a crankshaft with a small gear at the rear end, and a piston chamber and a piston in the rotor And a drive train provided to synchronize the rotation of the input shaft and the crankshaft.
本発明の上記及び他の目的と長所は、本発明の実施例に関する以下の詳細な説明と、添付図面を参照することによって理解される。 These and other objects and advantages of the invention will be understood by reference to the following detailed description of embodiments of the invention and the accompanying drawings.
図示の流体原動機には、一対のエンド・プレート11、13と、図示のように剛性組立てにより円筒状ロータを囲繞する外側シリンダ15とにより形成されるケーシングを備える。外側シリンダ15には、排出口2及び吸入口1が周設され、ピストン室に連通する。
The illustrated fluid prime mover includes a casing formed by a pair of
円筒状ロータは、外側シリンダ15により形成される円筒状の内面に適合する円筒状外面を有する2つの環状体8を含み、且つ出力軸3を軸心として有する。同ロータには、クランク軸の前部取付板9(及びそのカバー)と、クランク軸の後部取付板10とを含み、それぞれ環状体8に当接固定される。ロータの2つの環状体8の間には、クランク軸中間取付板があり、これに出力軸アーム取付板43及びそのカバー44を備える(板43及びカバー44の詳細は、図11に示す)。出力軸3は、前記ケーシングに回転可能に取り付けられ、ケーシングのエンド・プレート11、13に取付られるスリーブ・ベアリングにより、ケーシングを貫通する。
The cylindrical rotor includes two
出力軸3の軸心及びロータの軸心は同一(又は同心)とされ、回転をともにする。 The axis of the output shaft 3 and the axis of the rotor are the same (or concentric) and rotate together.
図14に示すように、クランク軸取付アーム56が出力軸3に固定され、出力軸と一体に回転する。クランク軸取付アーム56には、ベアリング・ハウジング53、55及びベアリング54を含む。ピストン室が、ロータの環状体8内で、ピストン室ベース27に固定される。各ピストン室は、その軸方向ロータの環状体8の外面に至り、円筒状バルブ7に包囲される。図10において、シール42がロータ環状体8に挿入され、円筒状バルブ7からの潤滑油漏れが防止される。各ピストン室の軸心は、出力軸軸心からロータの回転方向に一様に離間することが好ましい。円筒状バルブ7は、そのピストン室の軸心沿いに僅かに移動可能とされる。バルブの湾曲端がケーシングの外側シリンダ15の円筒状内面にコイルばね31により液密に圧接される。図6に示すように、コイルばね31は、円筒状バルブ7を不動とするためにピストン室ベース27及び円筒状バルブの下端に取り付けられたばね棒32に着座する。ピストン室ベース27の外面は、リング・シール28で被覆され、それによって円筒状バルブ7からの潤滑油漏れが防止される。各ピストン室の外側及びその円筒状バルブ7の内側のそれぞれのキー溝30、34には、ばね付きのキー29が取り付けられる。図7に示すように、開バルブ35及び閉バルブ36が円筒状バルブ7の湾曲端に形成され、開バルブ35により排出口及び吸入口の開口開始位置が決められ、閉バルブ36により排出口及び吸入口の閉鎖開始位置が決められる。ピストン6は、通常は従来構造と同様の円筒形とされ、各ピストン室内で往復運動を行う。ピストン・ロッドが各ピストン6に旋回可能に連結され、且つクランク軸5の対応するクランクにベアリング54により回動自在に連結される。本流体原動機は、第1及び第2の、2つのモータ・ブロックを有し、各ブロックが2つのピストンを有する。第1モータ・ブロック、ピストン室ベース27が、クランク軸前部取付板9及び出力軸アーム取付板のカバー44に固定される。第2モータ・ブロック、ピストン室ベース27が、クランク軸後部取付板10及び出力軸アーム取付板43に固定される。
As shown in FIG. 14, the
図4で、ケーシングの前部エンド・プレート13とクランク軸の前部取付板9の間に、ねじ歯車4を囲繞するねじ歯車室14がある。ねじ歯車4は、潤滑油ポンプを駆動するための出力軸3の前端に形成される。
In FIG. 4, there is a
出力軸3及び両クランク軸5の回転を同期化するために、駆動列が設けられる。図5に示すように、駆動列は、駆動列室12内の環状歯車担持キャップ22を含む。駆動列室12は、ケーシングの後部エンド・プレート11とクランク軸後部取付板10の間にある。出力軸を担持するスリーブが、環状歯車担持キャップ22の中央に形成され、このスリーブの一端がケーシングの後部エンド・プレート11に固定される。環状歯車23が、環状歯車担持キャップ22に固定される。環状歯車23は、両クランク軸5の後端に形成された小歯車と歯合する。駆動列により、ロータリ流体原動機効率に適切となる、好ましくは各モータ・ブロックのピストンの数の2倍とされる、環状歯車の小歯車に対する歯車比が定められる。例えば、一般的な2ピストン・ロータリ加圧原動機において、環状歯車の小歯車に対する歯車比は4対1とされ、したがって、出力軸が時計回りに1回転するときに、クランク軸は4回転する。同様に、3、4、6、8ピストン・ロータリ加圧原動機の歯車比は、それぞれ6対1、8対1、12対1及び16対1とされる。
A drive train is provided to synchronize the rotation of the output shaft 3 and both
出力軸3及びクランク軸5が同期回転すると、クランク軸5の回転によってピストン6がそのピストン室内で往復運動する。ピストンの往復運動は、加圧流体を吸入口1を介して受け(吸入行程)、排出口2から排出する(排出行程)ように同期化される。
When the output shaft 3 and the
例として、図15及び図16に示すロータリ加圧原動機の作動順序により、モータ・ブロックのピストン2式を図解する。各ブロックは、2つのピストンを備える。 As an example, the two pistons of the motor block are illustrated by the operation sequence of the rotary pressurizing prime mover shown in FIGS. 15 and 16. Each block comprises two pistons.
第1モータ・ブロックの流入行程中(図15のポジション57、58、59)、ピストンが加圧流体によってピストン室内に下降する間、ピストン室1号及び2号が吸入口を通過する。ピストンがその下降行程を終えるとき、吸入行程も終わる。同時に、第2モータ・ブロックが排出行程で作動中である(図15のポジション60、61、62)。
During the inflow stroke of the first motor block (
第1モータ・ブロックの排出行程(図16のポジション63、64)は、ピストン室1号及び2号が出力軸中心に運動を続け、同時にクランク軸がピストン1号及び2号を駆動し上昇させて流体を排出させる。同時に、第2モータ・ブロックの吸入行程が作動中となる(図16のポジション65、66)。
In the discharge stroke of the first motor block (
ピストン室1号及び2号により、第1モータ・ブロックを成し、ピストン室3号及び4号により第2ピストン室セットを成す。出力動力を極大化するには、ピストンの各対の運動を平衡させなければならない。しかし、それによって本発明の変形が限定されることはない。所望容量により、本ロータリ加圧原動機に複数のモータ・ブロックを備えることが好ましかろう。また、1つのモータ・ブロックに複数のピストン及びピストン室を備えることが可能とされ、同じく平衡させる必要性から、少なくとも2つとするのが好ましい。さらに、各ピストンの吸入行程は各モータ・ブロックのピストンの数のほぼ2倍であり、即ち3、4、6、8ピストン・モータ・ブロックに対して6、8、12、16行程とされる。
3 出力軸
4 ねじ歯車
5 クランク軸
6 ピストン
8 環状体
9 クランク軸前部取付板
10 クランク軸後部取付板
11 後部エンド・プレート
13 前部エンド・プレート
15 外側シリンダ
23 環状歯車
43 出力軸アーム取付板
3
Claims (7)
前記ケーシング内のロータであって、前記ロータが前記ケーシング内に回転可能且つ同軸に延在する出力軸を有し、前記ロータが複数のピストン室及び前記ピストン室内にそれぞれピストンを含み、前記ピストンが前記室内を前記出力軸の回転軸から半径方向に離間したライン沿いに往復運動可能とされ、且つ前記各ピストンが前記ロータに連結されたクランク軸に連結されたピストン・ロッドを有してこれらとともに回転する前記ロータと、
前記ロータの回転中に前記ピストン室に連通する流体吸入口及び排出口を有することにより、加圧流体を前記吸入口を介して取り入れ且つ排出口から排出する前記ケーシングと、
前記吸入及び排出口と前記ピストン室の間をそれぞれ連通させるための前記ピストン室のバルブ部材であって、前記バルブ部材が前記円筒状ケーシングに対応する円筒状端を有することによって、前記バルブ部材が閉じるときに前記吸入及び排出口が閉じられる前記バルブ部材と、
前記クランク軸及び前記出力軸の回転を同期化する駆動列であって、環状歯車の小歯車に対する歯車比をエンジン効率に適切とする、好ましくは各エンジン・ブロックのピストンの数の2倍であり、2、3、4、5、6ピストン・エンジンの場合にそれぞれ4対1、6対1、8対1、10対1、12対1とする前記駆動列と、
前記ピストン室内で、前記ピストンが全て前記室内で同じ行程ポジションを有する同期した往復運動を行う前記ピストン、
を備えるロータリ流体原動機。 A fixed cylindrical casing;
A rotor in the casing, wherein the rotor has an output shaft that is rotatable and coaxially extends in the casing, and the rotor includes a plurality of piston chambers and pistons in the piston chambers, respectively. With the piston rod connected to the crankshaft connected to the rotor, the piston can be reciprocated along a line radially spaced from the rotation shaft of the output shaft in the chamber. The rotating rotor;
The casing for taking in pressurized fluid through the suction port and discharging from the discharge port by having a fluid suction port and a discharge port communicating with the piston chamber during rotation of the rotor;
A valve member of the piston chamber for communicating between the suction and discharge ports and the piston chamber, wherein the valve member has a cylindrical end corresponding to the cylindrical casing, so that the valve member is The valve member whose inlet and outlet are closed when closed;
A drive train for synchronizing the rotation of the crankshaft and the output shaft, wherein the gear ratio of the annular gear to the small gear is suitable for engine efficiency, preferably twice the number of pistons in each engine block Said drive trains for 4: 1, 6: 1, 8: 1, 10: 1, 12: 1 respectively for 2, 3, 4, 5, 6 piston engines;
In the piston chamber, the piston performs a synchronized reciprocating motion in which all the pistons have the same stroke position in the chamber;
A rotary fluid prime mover.
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