JP2007537395A - Rotary engine - Google Patents

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Abstract

第1軸の周囲で回転でき、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの凹部を周辺に有する第1回転子と;第1回転子が回転するべく周囲に配置されている固定子と;第1軸と平行な第2軸の周囲で第1回転子とは逆の回転が可能であり、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの半径方向ローブを有する第2回転子と;第1回転子と第2回転子の湾曲凹部とローブ面との間に画定された容量が段階的に増減する臨時室を生成するために相互合致回転するように結合した第1および第2回転子と;内部に回転子が封入されているハウジングとを備え、ハウジングは、内部係合回転子の端面と接合する端面を有し;凹状回転子内の少なくとも1つの凹部内へ、またはここから気体が流れられるよう配置された回転子ポートをさらに備え、ポートは複数の寸法を有し、この寸法のうちの少なくとも1つが、固定子の最外限度と凹状回転子内の凹部の最小半径との間の距離よりも長いロータリー装置。A first rotor that can rotate about a first axis and that has at least one recess bounded by a curved surface in the periphery; a stator that is disposed around the first rotor to rotate; A second rotor having at least one radial lobe bounded by a curved surface and capable of rotating counter to the first rotor around a second axis parallel to the axis; First and second rotors coupled to rotate in unison to produce a temporary chamber in which the volume defined between the curved recess of the second rotor and the lobe surface increases or decreases in stages; A housing in which the rotor is enclosed, the housing having an end surface joined to the end surface of the internally engaging rotor; so that gas can flow into or out of at least one recess in the concave rotor It is further provided with arranged rotor ports, and a plurality of ports Have dimensions, at least one of the dimensions, long rotary device than a distance between the minimum radius of the concave portion of the outermost limits and the recessed rotor stator.

Description

本発明は、気体流体を拡張および/または圧縮するためのロータリー装置と、例えばロータリー装置を含むエンジンとに関する。気体流体という用語は、内燃機関内部の、燃料と空気の混合物を含む圧縮可能な流体を意味する。   The present invention relates to a rotary device for expanding and / or compressing a gaseous fluid and to an engine including, for example, a rotary device. The term gaseous fluid means a compressible fluid containing a mixture of fuel and air inside an internal combustion engine.

WO−A−91/06747、US6,168,385B、US6,176,695Bでは、気体流体を拡張および/または圧縮するためのロータリー装置が開示されている。このロータリー装置は、逆回転し、相互に噛合うべく結合した第1回転子と第2回転子を設けており、回転子の回転の一部について、第1回転子と第2回転子の間に、回転子が回転すると容量が段階的に増減する臨時室が画定されている。バルビングされたポートにより、圧縮された気体流体の流れが可能になる。   In WO-A-91 / 06747, US 6,168,385B, US 6,176,695B, a rotary device for expanding and / or compressing a gaseous fluid is disclosed. This rotary device is provided with a first rotor and a second rotor that are reversely rotated and coupled to mesh with each other, and a part of the rotation of the rotor is between the first rotor and the second rotor. In addition, a temporary chamber is defined in which the capacity increases and decreases stepwise as the rotor rotates. The valved port allows a compressed gaseous fluid flow.

ロータリー装置は2つの主要形態を有する。第1の形態は、別個のロータリー圧縮区間と拡張区間を装備した内燃機関であり、第2の形態は、気体圧縮機である。第1形態では、内燃室は、圧縮室および拡張室とそれぞれ連通するバルビングされた入口ポートおよび出口ポートを備えている。これら区間の各々は、第1軸周囲で回転でき、その周辺に湾曲面によって境界を画した凹部を設けた第1回転子と;第1軸と平行な第2軸周囲で、第1回転子とは逆に回転でき、湾曲面により境界を画した半径方向ローブを設けた第2回転子とを備えており、これらの回転子が回転中に相互に噛合う。   The rotary device has two main forms. The first form is an internal combustion engine equipped with separate rotary compression sections and expansion sections, and the second form is a gas compressor. In the first configuration, the internal combustion chamber includes a valved inlet port and an outlet port that communicate with the compression chamber and the expansion chamber, respectively. Each of these sections can be rotated around the first axis and has a first rotor provided with a concave portion delimited by a curved surface around the first axis; around the second axis parallel to the first axis, the first rotor And a second rotor provided with a radial lobe delimited by a curved surface, and these rotors mesh with each other during rotation.

これら回転子の間に、容量が段階的に増加(拡張区間)または減少(圧縮区間)する臨時室が画定される。回転子は相対速度比率、好ましくは2:3の比率にて回転でき、また、等高を有するため、ローブが凹部を通過する最中に、凹状面が、ローブの先端と、ローブ面に沿って前進するローブ上の可動場所との両方によって連続的にスイープされて、臨時室が画定される。   Between these rotors, a temporary chamber is defined in which the capacity increases in stages (expansion section) or decreases (compression section). The rotor can rotate at a relative speed ratio, preferably a ratio of 2: 3, and has a contour, so that the concave surface is along the lobe tip and the lobe surface while the lobe passes through the recess. Are swept continuously by both a moving location on the lobe moving forward to define a temporary chamber.

第2形態は流体圧縮機に関連する。この流体圧縮機では、1対の回転子が圧縮可能な流体を圧縮し、これを受容体内へ搬送するべく機能する。受容体内の受容体圧力は流体源の圧力よりも実質的に大きい。1対の回転子を駆動することで流体を圧縮し、その圧力を供給源の圧力から受容体の圧力にまで上昇させるために、外部原動機によって電力が供給される。
WO−A−91/06747 US6,168,385B US6,176,695B
The second form relates to a fluid compressor. In this fluid compressor, a pair of rotors function to compress compressible fluid and transport it into the receiver. The receptor pressure within the receptor is substantially greater than the fluid source pressure. Power is supplied by an external prime mover to drive a pair of rotors to compress the fluid and raise its pressure from the source pressure to the receiver pressure.
WO-A-91 / 06747 US 6,168,385B US 6,176,695B

これら従来技術の装置の両方の形態では、1対の閉鎖嵌合する側壁の間で、回転子の相互作用が生じる。これら側壁の一方は、これが負荷の圧縮または拡張のどちらを実行しているかに従って、回転子へ、または回転子から流体負荷を搬送するためのポートを装備している。回転子/回転子要素の間、回転子/固定子要素の間に機械的密封または液体密封が設けられることにより、これらの機械の動作中における気体漏出が減少するか、ほぼ排除される。しかし、回転子どうしの間の相互作用の性質のために、このような密封部が確実に適所に維持されて、有効寿命にわたって有効に動作することは困難である。どのような場合にも、このような密封部の使用には、これによって生じる機械摩擦が引き起こす相当な欠点が伴う。   In both forms of these prior art devices, rotor interaction occurs between a pair of closed mating sidewalls. One of these sidewalls is equipped with a port for carrying a fluid load to or from the rotor, depending on whether it is performing load compression or expansion. By providing a mechanical or liquid seal between the rotor / rotor elements and between the rotor / stator elements, gas leakage during operation of these machines is reduced or substantially eliminated. However, due to the nature of the interaction between the rotors, it is difficult to ensure that such seals are kept in place and operate effectively over the useful life. In any case, the use of such a seal is accompanied by considerable drawbacks caused by the mechanical friction caused thereby.

流体圧縮機では、回転子の複数の対が圧縮可能な流体を圧縮し、これを受容体内へ搬送するべく機能し、この受容体内で受容体の圧力は流体源の圧力よりも相当に高い。外部原動機によって電力が供給されることで、1対の回転子が駆動され、流体が圧縮され、その圧力が供給源の圧力から受容体の圧力にまで上昇される。正変位圧縮機の効率的な動作では、負荷の受容体内への搬送を開始する前に、流体負荷の圧力を、受容体の圧力と等しいレベルにまで上昇させておくことが望ましい。WO−A−91/06747に開示されている回転子システムでは、搬送通路がポートの上を通る際に、凹部回転子の搬送通路と連通するポートが側壁に設けられている。   In a fluid compressor, multiple pairs of rotors function to compress a compressible fluid and deliver it into a receiver, where the receiver pressure is significantly higher than the pressure of the fluid source. Power is supplied by the external prime mover to drive a pair of rotors, compressing the fluid and raising its pressure from the source pressure to the receiver pressure. For efficient operation of a positive displacement compressor, it is desirable to increase the pressure of the fluid load to a level equal to the pressure of the receiver prior to initiating delivery of the load into the receiver. In the rotor system disclosed in WO-A-91 / 06747, a port that communicates with the conveyance path of the concave rotor is provided on the side wall when the conveyance path passes over the port.

この配置は、ポートを介した搬送開始のタイミングを制御する望ましい手段を提供するが、これにより、提供可能なポートの最大寸法が制限されてしまう。これは、凹部回転子の端面付近に位置する、連通に使用できる範囲が、回転子の凹部が到達した最小半径よりも小さい半径にて回転子内に設けられている必要があるためである。これにより、ポートに使用できる範囲が、ローブのスイープのない、凹部回転子の中心から短い距離で離れたその場所のために制限されてしまう。ポートにて規制された流れ容量によって、圧縮機の動作速度が不当に制限されないことが望ましい。したがって、ポートとその連通の両方を配置する手段を提供することが望ましい。   This arrangement provides a desirable means of controlling the timing of the start of transport through the port, but this limits the maximum size of the port that can be provided. This is because the range that can be used for communication located near the end face of the concave rotor needs to be provided in the rotor with a radius smaller than the minimum radius reached by the concave portion of the rotor. This limits the range available for the port due to its location away from the center of the recessed rotor, without a lobe sweep. It is desirable that the operating speed of the compressor is not unduly limited by the flow capacity regulated at the port. Therefore, it is desirable to provide a means for arranging both ports and their communication.

WO−A−91/06747に開示されている回転子システムを装備したロータリー内燃機関では、回転子は正変位および負変位システムとして機能するため、エンジンの熱力学的周期全体を通じて作業流体内の容量が変化する。このような内燃機関では、圧縮機臨時室とエキスパンダ臨時室のそれぞれと連通する燃焼室ポートにて規制された流れ容量によって、エンジンの動作速度が不当に制限されないことが望ましい。したがって、両方の燃焼室ポートの流れ容量を向上させるための手段と、それぞれについての、臨時室および拡張室と連通するための連通手段とを提供することが望ましい。   In a rotary internal combustion engine equipped with a rotor system as disclosed in WO-A-91 / 06747, the rotor functions as a positive displacement and negative displacement system, so that the capacity in the working fluid throughout the engine's thermodynamic cycle Changes. In such an internal combustion engine, it is desirable that the operating speed of the engine is not unduly restricted by the flow capacity regulated by the combustion chamber port communicating with each of the compressor temporary chamber and the expander temporary chamber. Therefore, it is desirable to provide means for improving the flow capacity of both combustion chamber ports and communicating means for communicating with the temporary and expansion chambers for each.

本発明の第1の局面によればロータリー装置が得られ、このロータリー装置は:第1軸の周囲で回転でき、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの凹部を周辺に有する第1回転子と;前記第1回転子が回転するべく周囲に配置されている固定子とを備え,固定子は気体が流れるための通路を画定できるよう十分大きな半径を有し;前記第1軸と平行な第2軸の周囲で前記第1回転子とは逆の回転が可能であり、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの半径方向ローブを有する第2回転子と;前記第1回転子と第2回転子の前記湾曲凹部とローブ面との間に画定された容量が段階的に増減する臨時室を生成するために相互合致回転するように結合した第1および第2回転子と;内部に前記回転子が封入されているハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記内部係合回転子の端面と接合する端面を有し;前記凹状回転子内の前記少なくとも1つの凹部と連通する回転子ポートをさらに備え、前記ポートは複数の寸法を有し、前記寸法のうちの少なくとも1つが、前記固定子の最外限度と前記凹状回転子内の凹部の最小半径との間の距離よりも長い。   According to a first aspect of the present invention, a rotary device is obtained, the rotary device comprising: a first rotor capable of rotating around a first axis and having at least one recess at the periphery delimited by a curved surface; A stator disposed around the first rotor for rotation, the stator having a sufficiently large radius to define a passage for gas flow; a first parallel to the first axis; A second rotor having at least one radial lobe bounded by a curved surface and capable of rotating in opposite directions around the two axes; the first rotor and the second rotation; First and second rotors coupled to rotate in unison to produce a temporary chamber in which the volume defined between the curved recess and the lobe surface of the child increases or decreases in stages; A housing in which a child is enclosed, The ring has an end face joined to the end face of the internal engagement rotor; further comprising a rotor port communicating with the at least one recess in the concave rotor, the port having a plurality of dimensions; At least one of the dimensions is longer than the distance between the outermost limit of the stator and the minimum radius of the recess in the concave rotor.

好ましくは、前記第1および第2回転子の各々は、対応する軸に沿って離間した端面をそれぞれ有し、前記回転子ポートは前記端面のうちの1つの内部に設けられており、前記ハウジングの前記端面は、前記少なくとも1つの回転子ポートと連通するための、少なくとも1つの関連したポートを有し、前記凹状回転子のポートと前記ハウジングのポートは、前記回転子の回転中における、前記凹状回転子とハウジングの接合端面の動作によってバルビングを行い;前記凹状回転子は、前記凹状回転子の前記少なくとも1つのポートを画定する弁部分と、前記少なくとも1つの凹部を画定する主要部分とを有し、前記弁部分と前記主要部分は、前記凹状回転子の軸に沿って並んで配置されており、前記凹状回転子上の前記少なくとも1つのポートと、前記ハウジング上の少なくとも1つのポートの各々は、前記凹状回転子の前記軸から半径方向外方に、前記凹状回転子内の凹部の最内限度を超えて少なくとも或る距離で延びている。   Preferably, each of the first and second rotors has an end face spaced along a corresponding axis, and the rotor port is provided inside one of the end faces, and the housing The end face of the rotor has at least one associated port for communicating with the at least one rotor port, the concave rotor port and the housing port being in rotation of the rotor, Barbing is performed by movement of a joint end surface of the concave rotor and housing; the concave rotor includes a valve portion defining the at least one port of the concave rotor and a main portion defining the at least one recess. The valve portion and the main portion are arranged side by side along the axis of the concave rotor, and the at least one port on the concave rotor. And each of the at least one port on the housing extends radially outward from the axis of the concave rotor at least a distance beyond the innermost limit of the recess in the concave rotor. .

固定子はポートを備えた固定子シリンダであることが好ましい。少なくとも1つの凹部には、関連する回転子ポートが設けられており、回転子が固定子シリンダに関連して回転すると、固定子シリンダ上のポートと回転子上のポートが周期的に整列し、また、凹部は、固定子シリンダと、固定子シリンダと回転可能かつ滑動可能に係合した第1回転子の内部円筒形面との間の相互作用によってバルビングされている。   The stator is preferably a stator cylinder with a port. At least one recess is provided with an associated rotor port, and when the rotor rotates relative to the stator cylinder, the port on the stator cylinder and the port on the rotor are periodically aligned; Also, the recess is valved by the interaction between the stator cylinder and the inner cylindrical surface of the first rotor that is rotatably and slidably engaged with the stator cylinder.

本発明の第2局面によればロータリー装置が得られ、このロータリー装置は:第1軸の周囲で回転でき、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの凹部を周辺に有する第1回転子と;前記第1軸と平行な第2軸の周囲で前記第1回転子とは逆の回転が可能であり、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの半径方向ローブを有する第2回転子と;前記第1回転子と第2回転子の前記湾曲凹部とローブ面との間に画定された容量が段階的に増減する臨時室を生成するために相互合致回転するように結合した第1および第2回転子と;内部に前記回転子が封入されているハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記内部係合回転子の端面と接合する端面を有し;前記第1軸は中空円筒形部材を含み、前記中空円筒形部材は、これに対応する、第1回転子内の寸法の中空円筒形ボア内に取り付けられ、また、この上に配置されたポートを有し、前記ポートを介して、前記固定子シリンダ内部と外部の連通が可能になり;前記第1固定子内の凹部は、前記回転子内の前記中心ボアと前記凹部の間の連通を可能にする少なくとも1つのポートを有し、前記第1軸上のポートと、前記回転子上のポートの各々は、前記回転子が前記第1軸に関連して回転すると、前記ポートが周期的に整列できるように構成されている。   According to a second aspect of the present invention, a rotary device is obtained, the rotary device comprising: a first rotor that can rotate around a first axis and has at least one recess at the periphery delimited by a curved surface; A second rotor having at least one radial lobe that is capable of rotating in a direction opposite to the first rotor around a second axis parallel to the first axis and bounded by a curved surface; First and second coupled to rotate in unison to produce a temporary chamber in which the volume defined between the curved recess and the lobe surface of the first and second rotors increases or decreases in stages. A rotor; and a housing in which the rotor is enclosed, the housing having an end surface joined to an end surface of the internal engagement rotor; and the first shaft includes a hollow cylindrical member The hollow cylindrical member corresponds to the first time. Mounted in a hollow cylindrical bore dimensioned within the child and having a port disposed thereon, through which the communication between the inside and outside of the stator cylinder is possible; A recess in the stator has at least one port that allows communication between the central bore in the rotor and the recess, the port on the first shaft, and the port on the rotor Each is configured such that the ports can be periodically aligned as the rotor rotates relative to the first axis.

本発明の第3局面によればロータリー装置が得られ、このロータリー装置は:第1軸の周囲で回転でき、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの凹部を周辺に有する第1回転子とを備え、前記第1回転子はその軸に沿って離間した端面を有し;前記第1軸と平行な第2軸の周囲で前記第1回転子とは逆の回転が可能であり、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの半径方向ローブを有する第2回転子をさらに備え、前記第2回転子はその軸に沿って離間した端面を有し;前記第1回転子と第2回転子の前記湾曲凹部とローブ面との間に画定された容量が段階的に増減する臨時室を生成するために相互合致回転するように結合した第1および第2回転子と;内部に前記回転子が封入されているハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記内部係合回転子の端面と接合する端面を有し;前記第1の凹状回転子の前記端面の1つは、前記回転子の少なくとも1つの凹部と連通する少なくとも1つのポートを有し、前記ハウジングの前記端面の1つは、これに関連した、前記少なくとも1つの回転子ポートと連通するための少なくとも1つのポートを有し、前記凹状回転子のポートと前記ハウジングのポートは、前記回転子の回転中に、前記凹状回転子と前記ハウジングの接合端面の動作によってバルビングされ;前記凹状回転子は、前記凹状回転子の前記少なくとも1つのポートを画定する弁部分と、前記少なくとも1つの凹部を画定する主要部分とを有し、前記弁部分と前記主要部分は、前記凹状回転子の軸に沿って並んで配置されており、前記凹状回転子上の前記少なくとも1つのポートと、前記ハウジング上の少なくとも1つのポートの各々は、前記凹状回転子の前記軸から半径方向外方に、前記凹状回転子内の凹部の最内限度を超えて少なくとも或る距離で延びている。   According to a third aspect of the present invention, a rotary device is obtained, the rotary device comprising: a first rotor capable of rotating around a first axis and having at least one recess surrounding the curved surface. The first rotor has an end surface spaced along its axis; a curved surface capable of rotating in a direction opposite to the first rotor around a second axis parallel to the first axis; A second rotor having at least one radial lobe bounded by the second rotor, the second rotor having end faces spaced along its axis; the first rotor and the second rotor First and second rotors coupled to rotate in unison to produce a temporary chamber in which the volume defined between the curved recess and the lobe surface is increased or decreased in stages; An encapsulated housing, the housing comprising the interior An end face joined to an end face of the combined rotor; one of the end faces of the first concave rotor has at least one port communicating with at least one recess of the rotor; One of the end faces has at least one port associated therewith for communicating with the at least one rotor port, the port of the concave rotor and the port of the housing being connected to the rotation of the rotor. In which the concave rotor and the housing are valved by movement of a joint end face; the concave rotor defining a valve portion defining the at least one port of the concave rotor and the at least one recess. A main portion, the valve portion and the main portion being arranged along an axis of the concave rotor, wherein the at least one on the concave rotor And each of the at least one port on the housing extends radially outward from the axis of the concave rotor at least a distance beyond the innermost limit of the recess in the concave rotor. ing.

前記少なくとも1つの回転子ポートと、前記ハウジング上の前記少なくとも1つのポートは、前記凹状回転子内の凹部の最内限度の半径方向外方の位置のみに配置されるようにそれぞれ位置決めされていることが遥かに好ましい。   The at least one rotor port and the at least one port on the housing are each positioned so as to be disposed only at the radially outermost position of the innermost limit of the recess in the concave rotor. It is much more preferable.

本発明による装置の便利な形態の構造では、前記凹状回転子の前記弁部分は、前記凹状回転子の軸に対して垂直に延びた端壁を備え、前記回転子凹部の一端の閉鎖部分に配置されている。前記回転子凹部の他端は、前記ハウジングのさらなる端壁によって閉鎖されている。好都合なことに、前記少なくとも1つの回転子ポートは、前記凹状回転子の1番目の端部壁を通るポートである。また好都合なことに、前記弁部分はディスクを備え、前記ディスクは、前記第1軸に対して垂直で、これと同軸であり、前記第1の凹状回転子の前記主要部分と共に回転するように配置されている。   In a convenient form of construction of the device according to the invention, the valve part of the concave rotor comprises an end wall extending perpendicular to the axis of the concave rotor, and at the closed part of one end of the rotor recess. Has been placed. The other end of the rotor recess is closed by a further end wall of the housing. Conveniently, the at least one rotor port is a port through the first end wall of the concave rotor. Conveniently, the valve portion comprises a disc that is perpendicular to and coaxial with the first axis and rotates with the main portion of the first concave rotor. Has been placed.

前記湾曲面は、前記ローブが前記凹部を通る間に、前記凹面が、前記ローブの先端と前記ローブ上の、前記ローブ面に沿って前進する可動場所との両方によって、連続的にスイープされ、これにより前記臨時室が画定されるような等高を有することが特に好ましい。   The curved surface is continuously swept by both the tip of the lobe and a movable location on the lobe that advances along the lobe surface while the lobe passes through the recess; Thus, it is particularly preferable to have a contour that defines the temporary chamber.

凹部とローブが軸方向に一様に延びた状態で、回転子を軸方向に一様に配置することができるが、前記少なくとも1つの凹部と少なくとも1つのローブの各々は、軸方向に螺旋状に延びていることが遥かに好ましい。   The rotor can be uniformly arranged in the axial direction with the recess and the lobe extending uniformly in the axial direction, and each of the at least one recess and the at least one lobe is spiral in the axial direction. It is much more preferable that it extends.

前記第1の凹状回転子の回転速度は、装置の前記第2のローブ回転子の回転速度よりも遅く、全数の1:1未満であることが好ましい。   The rotational speed of the first concave rotor is preferably slower than the rotational speed of the second lobe rotor of the device and less than 1: 1 of the total number.

さらに、前記第1、第2回転子のそれぞれは、等角的に離間した凹部を有し、さらに、前記凹状回転子に対する前記ローブ付き回転子の速度比率として、ローブの数に対する凹部の数と同じ比率のローブを有することが好ましい。いくつかの配列では、第1回転子は3つの等角的に配置された凹部を備え、第2回転子は2つの正反対に対向したローブを備え、これらの回転速度比率は2:3である。いくつかの配列では、2つまたはそれ以上の前記第2ローブ回転子を、同一の第1凹状回転子と相互に噛合うように配置することができる。   Further, each of the first and second rotors has recesses that are equiangularly spaced, and further, as a speed ratio of the rotor with lobes with respect to the concave rotor, the number of recesses with respect to the number of lobes It is preferred to have the same ratio of lobes. In some arrangements, the first rotor comprises three isometrically arranged recesses, the second rotor comprises two diametrically opposed lobes, and the rotational speed ratio is 2: 3. . In some arrangements, two or more of the second lobe rotors can be arranged to interdigitate with the same first concave rotor.

前記回転子はハウジング内に封入されており、前記ハウジングは、第1および第2回転子と同軸で、これと滑動密封を形成する第1、第2弧状凹部を有し、これにより、前記ローブが前記第1回転子内の凹部を通過する前および/または後の回転の一部について、前記回転子と前記ハウジングの間に、段階的に容量を増減する追加の臨時室が画定され、これにより、前記回転子どうしの間の臨時室との連通が行われることが好ましい。   The rotor is enclosed within a housing, the housing having first and second arcuate recesses that are coaxial with the first and second rotors and form a sliding seal therewith, thereby providing the lobe. For a portion of the rotation before and / or after passing through the recess in the first rotor, an additional temporary chamber is defined between the rotor and the housing to increase or decrease the capacity in stages. Thus, it is preferable that communication with the temporary chamber between the rotors is performed.

本発明の実施形態は、単に、気体流体を圧縮するロータリー装置、または、ロータリー装置を回転駆動する圧縮された気体流体を受容するためのロータリー装置で構成することもできるが、本発明では、ロータリー圧縮区間とロータリー拡張区間で構成された内燃機関における特定の用途を得られる点が理解されるべきである。このような配列では、別個のロータリー圧縮区間および拡張区間と、これらの各々と連通している入口ポートと出口ポートを具備した燃焼室とを備え、前記圧縮区間と拡張区間の各々は先行の段落で述べた任意の形態によるロータリー装置である内燃機関が得られる。   The embodiment of the present invention can be simply constituted by a rotary device that compresses a gas fluid or a rotary device that receives a compressed gas fluid that rotationally drives the rotary device. It should be understood that a particular application in an internal combustion engine composed of a compression section and a rotary expansion section can be obtained. Such an arrangement comprises a separate rotary compression section and expansion section, and a combustion chamber with an inlet port and an outlet port communicating with each of the compression section and expansion section, each of the compression section and expansion section being a preceding paragraph. An internal combustion engine which is a rotary device according to any of the forms described in (1) is obtained.

本発明の第4局面によれば内燃機関が得られ、この内燃機関は別個のロータリー圧縮区間および拡張区間と、これらの各々と連通している入口ポートと出口ポートを具備した燃焼室とを備え、前記圧縮区間と拡張区間の各々は本発明の第1〜第3局面のいずれか1項に記載されたロータリー装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, an internal combustion engine is obtained, the internal combustion engine comprising separate rotary compression sections and expansion sections, and a combustion chamber having an inlet port and an outlet port communicating with each of them. Each of the compression section and the expansion section is the rotary device described in any one of the first to third aspects of the present invention.

次に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら例証の方法で説明する。     Embodiments of the present invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

図1を参照すると、本発明を具現化する内燃機関は、1対の外壁1、2と、平行中間壁3を備えており、これら全てが固定されて確立された組み立て品を形成している。平行シャフト10、11を収容するために、外壁1、2のそれぞれの内部にローラベアリング8が設けられ、中間壁3の内部にボールベアリング9が設けられている。   Referring to FIG. 1, an internal combustion engine embodying the present invention comprises a pair of outer walls 1, 2 and a parallel intermediate wall 3, all of which are fixed to form an established assembly. . In order to accommodate the parallel shafts 10 and 11, a roller bearing 8 is provided inside each of the outer walls 1 and 2, and a ball bearing 9 is provided inside the intermediate wall 3.

シャフト10の一端にはキーギアピニオン12が設けられ、シャフト11のこれと同じ側の端部にはキーピニオン13が設けられており、この2つのピニオンは噛合い、ピニオン13とピニオン12の速度比率は2:3である。   A key gear pinion 12 is provided at one end of the shaft 10, and a key pinion 13 is provided at the end on the same side of the shaft 11. The two pinions are engaged with each other, and the speed of the pinion 13 and the pinion 12 is determined. The ratio is 2: 3.

シャフト10、11の各々は、それぞれのキー圧縮回転子14a、14b(図2a〜図2cにさらに示す)と、キー拡張回転子15a、15b(図3a、図3cでさらに示す)を設けている。各回転子は、その軸に沿って離間した複数の端面を設けており、各回転子は、壁1と壁3、壁2と壁3の間に、実質的に気密な滑動嵌合を形成している。組み立て品の周囲にはハウジング25(図1b、図7、図8に示し、さらに以降で説明する)が配置されており、これにより、圧縮回転子の周囲に吸気室が、拡張回転子の周囲に排気室が設けられる。中間壁3内部には内燃室16が設けられ、中間壁3内部の両端面と連通している。内燃室16の形状については、以降で図1aを参照しながらより詳細に説明する。図2a、図2b、図2cに示すように、第1圧縮回転子14bの外縁には、それぞれ湾曲面によって境界が定められている3つの凹部R、S、Tが形成されており、第2圧縮回転子14aは、湾曲面によって境界が定められている2つの半径方向ローブP、Qを設けている。図3a、図3b、図3cに示すように、第1拡張回転子15bの外縁には、湾曲面によって境界が定められた3つの凹部W、X、Yが設けられ、また、第2拡張回転子15aには、湾曲面によって境界が定められた2つの半径方向ローブが設けられている。   Each of the shafts 10, 11 is provided with a respective key compression rotor 14a, 14b (further shown in FIGS. 2a-2c) and a key expansion rotor 15a, 15b (further shown in FIGS. 3a, 3c). . Each rotor has a plurality of end faces spaced along its axis, and each rotor forms a substantially airtight sliding fit between wall 1 and wall 3 and wall 2 and wall 3. is doing. A housing 25 (shown in FIGS. 1b, 7 and 8 and further described below) is arranged around the assembly so that an intake chamber is provided around the compression rotor and around the expansion rotor. Is provided with an exhaust chamber. An internal combustion chamber 16 is provided inside the intermediate wall 3 and communicates with both end surfaces inside the intermediate wall 3. The shape of the internal combustion chamber 16 will be described in more detail below with reference to FIG. As shown in FIGS. 2a, 2b, and 2c, the outer edge of the first compression rotor 14b is formed with three recesses R, S, and T, each of which is bounded by a curved surface. The compression rotor 14a is provided with two radial lobes P and Q that are bounded by curved surfaces. As shown in FIGS. 3a, 3b, and 3c, the outer edge of the first expansion rotor 15b is provided with three recesses W, X, and Y that are delimited by curved surfaces, and the second expansion rotation. The child 15a is provided with two radial lobes delimited by curved surfaces.

特に図9a〜図9fを参照しながら以降で詳細に説明しているように、圧縮回転子14bと拡張回転子15bの各々は、対応する凹部および燃焼室と連通したポートを備えている。しかし、まずは図1、図1a、図4a、図4b、図5、図6を参照してその全体構造について説明する。図5、図6の概略図では、回転子と静止壁3の代表的な部分とを概略的に薄く切った形式で示している。   As described in detail below with particular reference to FIGS. 9a-9f, each of the compression rotor 14b and expansion rotor 15b includes a corresponding recess and a port in communication with the combustion chamber. However, first, the entire structure will be described with reference to FIGS. 1, 1a, 4a, 4b, 5, and 6. FIG. In the schematic diagrams of FIGS. 5 and 6, the rotor and a representative portion of the stationary wall 3 are shown in a thinly cut form.

第1に圧縮区間を考慮すると、凹状回転子14bは、凹部を画定している主要部分19aと、主要部分19aと同軸であり、これに固定的に取り付けられているディスク形状をした弁付き部分19とを設けている。ディスク19は、各回転子凹部の一端の一部を閉鎖し、また、各回転子凹部の他端は端部壁1によって閉鎖されている。   First, considering the compression section, the concave rotor 14b includes a main portion 19a defining a concave portion, and a disc-shaped valve-shaped portion that is coaxial with the main portion 19a and fixedly attached thereto. 19 is provided. The disk 19 closes a part of one end of each rotor recess, and the other end of each rotor recess is closed by the end wall 1.

ディスク19は、回転子ポート20が燃焼室16の入口ポート21と重なり合っている時に、回転子14bの各凹部と燃焼室16との間に連通を提供するための3つのポート20を含む。したがって、ディスク19におけるポート20の寸法、形状、場所によって、回転子14bの凹部と燃焼室16の連通の容量およびタイミングが決定される。   The disk 19 includes three ports 20 for providing communication between each recess of the rotor 14 b and the combustion chamber 16 when the rotor port 20 overlaps the inlet port 21 of the combustion chamber 16. Therefore, the capacity and timing of communication between the recess of the rotor 14 b and the combustion chamber 16 are determined by the size, shape, and location of the port 20 in the disk 19.

図15b、図15aの拡張回転子でもこれと類似の配置を用いている。回転子15bの主要部分19aに対し、対応するディスク19bが固定的に取り付けられており、このディスク19bは、燃焼室16から拡張回転子15bの凹部内へ、膨張する燃焼ガスを通過させるための3つの圧縮ポート(図1には示していない)を含んでいる。これについては以降で詳細に説明する。   A similar arrangement is used in the extended rotors of FIGS. 15b and 15a. A corresponding disk 19b is fixedly attached to the main portion 19a of the rotor 15b, and this disk 19b is used for passing the expanding combustion gas from the combustion chamber 16 into the recess of the expansion rotor 15b. Three compression ports (not shown in FIG. 1) are included. This will be described in detail later.

凹状ロータ14bの弁部分を形成するディスク19の(軸方向への)厚さは、構造的支持に最低限必要な限度に限られるが、この厚さは、第1回転子14bの軸長さへの追加の長さとなる。1対の回転子(14b、14a)の各部材は同じ長さであり、ディスク19から離間している。そのため、凹部を通過する時に、ローブの端面とディスクの内面の間の最小隙間において、ローブの相互作用が生じる。エンジンの壁3に円形凹部が設けられているため、ディスク19は、ディスク19とポート21の間の狭い隙間のみを残して、この円形凹部内に嵌合することができる。またこれにより、ローブ回転子14aの端面と装置の壁3との間に狭い隙間を維持することができる。このため、装置の各動作周期中に生じる回転子とポート構成要素の相互作用の全体にわたり、回転子/回転子構成要素間、および回転子/固定子構成要素間の限られた隙間によって臨時室および燃焼室16からの漏出を制御することが可能になる。   The thickness (in the axial direction) of the disk 19 forming the valve portion of the concave rotor 14b is limited to the minimum necessary for structural support, but this thickness is the axial length of the first rotor 14b. Will be an additional length to. Each member of the pair of rotors (14 b, 14 a) has the same length and is separated from the disk 19. As a result, lobe interaction occurs in the smallest gap between the end surface of the lobe and the inner surface of the disk as it passes through the recess. Since the circular recess is provided in the engine wall 3, the disc 19 can be fitted into the circular recess leaving only a narrow gap between the disc 19 and the port 21. This also allows a narrow gap to be maintained between the end face of the lobe rotor 14a and the wall 3 of the device. For this reason, temporary chambers are formed by the limited clearance between the rotor / rotor components and between the rotor / stator components throughout the rotor-port component interaction that occurs during each operating cycle of the device. And leakage from the combustion chamber 16 can be controlled.

上述した、回転子の対14a、14bの凹部とローブの間に画定された臨時室内へ、またはこの臨時室外への気体の流れを可能にするためのポートを具備するディスク19が設けられた配置では、任意の所望の寸法のポートを、これがディスク19内に画定される限り、具備することができることが理解されるであろう。ポートは、少なくとも一方が、凹部回転子の中心軸と、凹部回転子内の凹部の最小半径との間の距離よりも長い寸法を有することができる。換言すれば、ポートは、所与の回転子寸法の凹部の最小半径内に配置することができる、最大ポートの半径寸法よりも長い寸法を少なくとも1つ設ける、または設けることができる。   Arrangement provided with a disk 19 with a port for allowing gas flow into or out of the temporary chamber defined between the recesses and lobes of the rotor pair 14a, 14b as described above. It will be appreciated that any desired sized port can be provided as long as it is defined in the disk 19. The port may have a dimension that at least one is longer than the distance between the central axis of the recessed rotor and the minimum radius of the recessed section in the recessed rotor. In other words, the port can be provided or provided with at least one dimension longer than the radius dimension of the largest port, which can be located within the smallest radius of the recess of a given rotor dimension.

これは、WO−A−91/06747で説明されている従来のロータリー装置に設けられたポートとは対照的である。したがって、本発明の実施形態の例で設けられたポート配置では、臨時室内へ、または臨時室からの改善および/または増加したガスの流れを達成でき、これによってロータリー装置のより高速な回転速度を達成することが可能になる。   This is in contrast to the ports provided in the conventional rotary device described in WO-A-91 / 06747. Thus, the port arrangement provided in the example embodiments of the present invention can achieve improved and / or increased gas flow into or out of the temporary room, thereby increasing the rotational speed of the rotary device. Can be achieved.

弁について詳細に説明する前に、エンジン動作周期についての一般的な説明を行うが、これはWO−A−91/06747に開示されている従来技術と同一のものである。まず、図2a、図2b、図2cを参照しながら、圧縮回転子14a、14bと、圧縮段階について説明する。図2aでは、ローブ回転子14aは高速回転子であり、凹部回転子14bは遅速回転子である。これらの回転子が、ともに本発明を実現するロータリー装置を構成する。回転子14aは半径方向ローブ「P」と「Q」を設けており、これらの突起物は形状が同一であり、回転子14bの凹部「R」、「S」、「T」と嵌合し協働するようにコンピュータによって決定された形状をしている。回転子14bを包囲しているハウジング内に、例えば燃料/空気混合物、または燃料噴射システムの使用中には空気だけといった気体作業流体が提供されて、その凹部「R」、「S」、「T」を充填する。回転子凹部の圧縮周期は、2つの回転子14a、14bが図2aに示す位置にある場合に開始される。この位置で、回転子どうしの間、凹部「R」内の回転子14aの先端部17の隙間とヒール部18の隙間の間に、作業流体の負荷が捕獲される。   Before describing the valve in detail, a general description of the engine operating cycle is given, which is the same as the prior art disclosed in WO-A-91 / 06747. First, the compression rotors 14a and 14b and the compression stage will be described with reference to FIGS. 2a, 2b and 2c. In FIG. 2a, the lobe rotor 14a is a high speed rotor and the recessed rotor 14b is a slow speed rotor. These rotors together constitute a rotary device that realizes the present invention. The rotor 14a is provided with radial lobes “P” and “Q”, and these protrusions have the same shape and engage with the recesses “R”, “S”, “T” of the rotor 14b. It has a shape determined by the computer to work together. In the housing surrounding the rotor 14b, a gaseous working fluid, for example a fuel / air mixture or only air during use of the fuel injection system, is provided and its recesses “R”, “S”, “T ". The compression cycle of the rotor recess starts when the two rotors 14a, 14b are in the position shown in FIG. 2a. At this position, the load of the working fluid is captured between the rotors and between the clearance of the tip portion 17 of the rotor 14 a and the clearance of the heel portion 18 in the recess “R”.

回転子が図2bに示す位置への前進を開始すると、回転子間に捕獲された容量が移動中の回転子の変位動作によって減少される際に、凹部「R」内における負荷の圧縮が実行される。作業気体流体の負荷が圧縮されると、この負荷が、回転子14bの内面3と対向している側面内に配置された回転子ポート20を介して伝播される。圧縮段階全体の最中に、この回転子ポート20が、中間壁3に設けた燃焼室16の入口ポート21と連通する。圧縮段階は、図2cの位置において、捕獲容量が、2つの回転子の各部分の間の隙間容量にまで低減されると完了する。この時点で、回転子ポート20が静止入口ポート21との連通を停止することで、圧縮された負荷が燃焼室16内に捕獲される。   When the rotor begins to advance to the position shown in FIG. 2b, compression of the load within the recess “R” is performed as the capacity captured between the rotors is reduced by the displacement action of the moving rotor. Is done. When the working gas fluid load is compressed, this load is propagated through the rotor port 20 located in the side facing the inner surface 3 of the rotor 14b. During the entire compression phase, this rotor port 20 communicates with the inlet port 21 of the combustion chamber 16 provided in the intermediate wall 3. The compression phase is complete when the capture volume is reduced to the gap volume between each part of the two rotors in the position of FIG. 2c. At this point, the rotor port 20 stops communicating with the stationary inlet port 21 so that the compressed load is captured in the combustion chamber 16.

燃焼室16の他端には出口ポート22が設けられている。燃焼段階全体の最中に、出口ポート22が、隣接する拡張回転子15bの壁によって閉鎖される。これについては、以降でより詳細に説明する。それにより、燃焼段階中に、燃焼室の入口ポート21と出口ポート22が、各ロータ14b、15bの隣接した端面によって効率的に閉鎖される。この方法により、燃焼段階中、圧縮された気体流体の負荷の容量が一定に制限される。燃料/空気混合物を使用すると仮定すると、先端部が燃焼室16内へ、または燃焼室16内部へ露出したスパークプラグ23の手段によって点火が生じる。内燃機関の当業者は、スパーク点火の代わりに、熱点火による燃料噴射を用いてエンジンの圧縮点火バージョンを提供することができることを理解するだろう。燃料の燃焼によって熱が解放されることで、燃焼室内の圧力が大幅に上昇する。   An outlet port 22 is provided at the other end of the combustion chamber 16. During the entire combustion phase, the outlet port 22 is closed by the wall of the adjacent expansion rotor 15b. This will be described in more detail later. Thereby, during the combustion phase, the combustion chamber inlet port 21 and outlet port 22 are effectively closed by the adjacent end faces of each rotor 14b, 15b. This method limits the capacity of the compressed gaseous fluid load to a constant during the combustion phase. Assuming that a fuel / air mixture is used, ignition occurs by means of a spark plug 23 whose tip is exposed into the combustion chamber 16 or into the combustion chamber 16. Those skilled in the art of internal combustion engines will appreciate that instead of spark ignition, fuel injection by thermal ignition can be used to provide a compression ignition version of the engine. By releasing heat by the combustion of the fuel, the pressure in the combustion chamber increases significantly.

次に、図3a、図3b、図3cを参照して、拡張回転子と拡張段階について説明する。図3aでは、ローブ回転子15aは高速回転子であり、凹状回転子15bは遅速回転子である。これらの回転子も、ともに本発明を実現するロータリー装置を構成する。回転子15aは半径方向ローブ「U」、「V」を設けており、これらの突起物は形状が同一であり、回転子15bの凹部「W」、「X」、「Y」と嵌合し協働するようコンピュータによってが決定された形状をしている。   Next, the expansion rotor and the expansion stage will be described with reference to FIGS. 3a, 3b, and 3c. In FIG. 3a, the lobe rotor 15a is a high speed rotor and the concave rotor 15b is a slow speed rotor. These rotors also constitute a rotary device that realizes the present invention. The rotor 15a is provided with radial lobes “U” and “V”, and these protrusions have the same shape and are fitted to the recesses “W”, “X”, and “Y” of the rotor 15b. The shape determined by the computer to work together.

拡張段階は、2つの回転子が図3aに示す位置にある時に開始する。この位置にて、凹状回転子の回転子ポート(図示せず)が燃焼室16の搬送ポート22と連通するようになる。2つの回転子15a、15bの間に画定された容量が、燃焼後の非常に高い圧力下で気体流体が充満した燃焼室16と連通させられる。2つの回転子間に画定された容量内のこの圧力下の気体流体が回転子を強制的に回転させて図3bの位置へと移動させ、拡張工程が継続され、その結果、両回転子に力のモーメントが付加されて、この両回転子の同方向への回転を継続させる。これらの回転子は、最終的には図3cに示す位置に到達する。この位置では、回転子が流体捕獲の限度に達し、これ以降も回転子がさらに回転を続けると、連続した回転子の変位動作によって排気が捕獲ゾーンから離れる。   The expansion phase begins when the two rotors are in the position shown in FIG. At this position, the rotor port (not shown) of the concave rotor communicates with the transfer port 22 of the combustion chamber 16. The volume defined between the two rotors 15a, 15b is in communication with the combustion chamber 16 filled with gaseous fluid under very high pressure after combustion. The gaseous fluid under this pressure in the volume defined between the two rotors forces the rotor to rotate and move it to the position of FIG. 3b, and the expansion process continues, so that both rotors A moment of force is applied to keep both rotors rotating in the same direction. These rotors eventually reach the position shown in FIG. 3c. In this position, if the rotor reaches the limit of fluid capture and the rotor continues to rotate further thereafter, the exhaust moves away from the capture zone by successive rotor displacements.

次に、図7、図8を参照すると、圧縮区間および拡張区間のハウジングが、エンジンの圧縮周期と拡張周期を延長させるように動作する様子を示している。ハウジング25は、2つの回転子がその回転動作の一部にある状態で、「滑動」(即ち最小の)隙間と合致できる形状にされている。図7は、容量「J」の捕獲の開始を示す。この容量「J」は、気体流体の容量が図2中のローブ「P」と表面境界凹部「R」の間に示されている容量に低減されるまで、回転と共に減少を続ける。その結果、全般的に回転子のみに設けられた凹部の場合よりも高い圧縮が達成できる。   Next, referring to FIGS. 7 and 8, the housings of the compression section and the expansion section are shown to operate so as to extend the compression period and the expansion period of the engine. The housing 25 is shaped to match a “sliding” (ie, minimal) clearance with the two rotors in part of its rotational motion. FIG. 7 shows the start of capture of volume “J”. This volume “J” continues to decrease with rotation until the volume of the gaseous fluid is reduced to the volume shown between the lobe “P” and the surface boundary recess “R” in FIG. As a result, generally higher compression can be achieved than in the case of a recess provided only in the rotor.

図8は、排気が図3cに示す回転子ローブと回転子凹部の間から最終的に逃げ、両回転子が回転しながら相当の距離で離れるまで、拡張ガスからさらなる作業が抽出できるよう空間「K」内に閉じ込められ、その後、ガスがハウジングの他の部分へ解放されることを示している。   FIG. 8 shows that the space “so that further work can be extracted from the expansion gas until the exhaust finally escapes from between the rotor lobe and the rotor recess shown in FIG. It is confined within "K", after which the gas is released to other parts of the housing.

ここまでの説明は各回転子の断面のみを参照して行ったものであり、またこれは、単純な円筒形回転子あるいは複雑な形状に適用可能である。好ましい配列では、それぞれが螺旋形状の回転子を設けており、これを、図1のエンジンの圧縮区間に関連した図1bに例証の方法で概略的に示す。簡略化の目的により、図1bでは、弁ディスク19を省略している。   The description so far has been made with reference to only the cross section of each rotor, and this can be applied to a simple cylindrical rotor or a complicated shape. In a preferred arrangement, each is provided with a helically shaped rotor, which is schematically illustrated in the manner illustrated in FIG. 1b in connection with the compression section of the engine of FIG. For the sake of simplicity, the valve disc 19 is omitted in FIG. 1b.

回転子14b、14aの周囲にはハウジングが設けられている。無論、端壁1、2の一方または両方はハウジング25の一部であってよい。ハウジング25は、第1弧状凹部31を設けた形状になっている。この凹部31は、第1回転子の14bの各凹部の後縁42が第1弧状凹部31と滑動嵌合できる形状になっている。さらに、ハウジング25では、第2弧状凹部32を設けた形状になっている。この第2弧状凹部は、第2回転子14aのローブの前縁62が、ハウジング25の第2弧状凹部32と滑動嵌合できる形状である。   A housing is provided around the rotors 14b and 14a. Of course, one or both of the end walls 1, 2 may be part of the housing 25. The housing 25 has a shape in which a first arcuate recess 31 is provided. The recess 31 has a shape in which the rear edge 42 of each recess 14b of the first rotor can be slidably fitted to the first arc-shaped recess 31. Furthermore, the housing 25 has a shape in which a second arc-shaped recess 32 is provided. The second arcuate recess has a shape in which the front edge 62 of the lobe of the second rotor 14 a can be slidably fitted to the second arcuate recess 32 of the housing 25.

凹部とローブの後縁42と前縁62のそれぞれが弧状凹部31、32内に入る際に、第1回転子14bの凹部、第2回転子14のローブ、ハウジング25の弧状凹部31、32の間に臨時室J(図7中に影付きで示す)が形成される。臨時室Jを使用し作業気体流体が圧縮される。   The recesses of the first rotor 14 b, the lobe of the second rotor 14, and the arc-shaped recesses 31, 32 of the housing 25 when the recess and the trailing edge 42 and the front edge 62 of the lobe enter the arc-shaped recesses 31, 32, respectively. In the meantime, a temporary room J (shown with shading in FIG. 7) is formed. The working gas fluid is compressed using the temporary chamber J.

臨時室Jの容量は、回転子14b、14aの回転が、図1bに示す第2回転子14aのローブの前縁62がハウジング25の第2弧状凹部32に入る直前の位置から、および、回転子14b凹部の後縁42が第1弧状凹部31に入る直前の位置から前進するに従って減少する。図1bに見られるように、回転子はそれぞれ対応する軸に螺旋状平行に延びている。回転子のねじれ角はそれぞれ回転速度と一致するため、ねじれ角の比率は回転子の回転速度の比率と同一である。例えば、第1凹部回転子14bのねじれ角は20°であってよく、第2ローブ回転子14aのねじれ角は30°であってよい。弧状凹部31、32は、凹状ローブの螺旋形状と一致するよう螺旋形になっている。   The capacity of the temporary chamber J is such that the rotation of the rotors 14b, 14a starts from the position immediately before the leading edge 62 of the lobe of the second rotor 14a shown in FIG. The rear edge 42 of the child 14b recess decreases as it advances from the position immediately before entering the first arc-shaped recess 31. As can be seen in FIG. 1b, the rotors extend helically parallel to their respective axes. Since the torsion angles of the rotor coincide with the rotation speed, the ratio of the torsion angles is the same as the ratio of the rotation speed of the rotor. For example, the twist angle of the first concave rotor 14b may be 20 °, and the twist angle of the second lobe rotor 14a may be 30 °. The arc-shaped recesses 31 and 32 are spiral so as to coincide with the spiral shape of the concave lobe.

ここまでの説明では、特にどのタイプの弁も参照することなく、圧縮周期と拡張周期の全体を参照した。次にこれを、図9a〜図9f、図4a、図4b、図5、図6を参照して詳細に説明する。図4aは、図1に示した実施形態の凹状回転子14bの弁位置19の端面を示し、図4bは、図1に示した実施形態のハウジング25の壁3の側面図を示す。図9a〜図9fは、本発明による内燃機関の圧縮区間における、相互作用する回転子の略直径断面図をそれぞれ示す。これらの図面は、内燃機関の圧縮周期中の連続したステージを示している。   In the above description, the entire compression cycle and expansion cycle have been referred to without particularly referring to any type of valve. This will now be described in detail with reference to FIGS. 9a-9f, 4a, 4b, 5, and 6. FIG. 4a shows the end face of the valve position 19 of the concave rotor 14b of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 4b shows a side view of the wall 3 of the housing 25 of the embodiment shown in FIG. FIGS. 9a to 9f show respectively schematic diameter cross sections of the interacting rotors in the compression section of the internal combustion engine according to the invention. These drawings show successive stages during the compression cycle of the internal combustion engine.

図9aは、圧縮開始直後の位置を示す。第2回転子14aのローブPの先端17と、第1回転子14bの凹部Rの後縁が、近接取り付けハウジング25(図9aには示していない)の容量内に臨時室を形成しており、この臨時室内に気体負荷が捕獲されている。ローブPは、その端面がディスク19と近接した状態で、凹部Rに入ろうとしている。ディスク19の穴20の前縁は、端壁内のポート21の開口縁を既に通過しているため、凹部Rとポート21との間に、燃焼室16(図9には示していない)内へと続く連通が確立される。   FIG. 9a shows the position immediately after the start of compression. The tip 17 of the lobe P of the second rotor 14a and the rear edge of the recess R of the first rotor 14b form a temporary chamber within the capacity of the proximity mounting housing 25 (not shown in FIG. 9a). The gas load is captured in this temporary room. The lobe P is about to enter the recess R with its end face close to the disk 19. Since the front edge of the hole 20 of the disk 19 has already passed through the opening edge of the port 21 in the end wall, it is in the combustion chamber 16 (not shown in FIG. 9) between the recess R and the port 21. Communication that continues to is established.

図9bは、これよりも若干後の位置を示しており、この位置では、負荷がさらに圧縮され、また、穴20の前縁がさらにポート21を横断し、これにより流れ範囲が拡大することで、搬送される圧縮負荷の量が増加する。   FIG. 9b shows a slightly later position, in which the load is further compressed and the leading edge of the hole 20 further crosses the port 21, thereby increasing the flow range. The amount of compressed load that is conveyed increases.

図9cは、ローブPの湾曲した端面によって使用可能な流れ範囲が縮小された時に、流れ範囲が最大に達した位置を示す。   FIG. 9 c shows the position where the flow range has reached its maximum when the usable flow range is reduced by the curved end face of the lobe P.

図9d、図9eは、圧縮の終了に向かう位置を示しており、この位置では、圧縮された負荷の残り容量は小さく、残りの流れ範囲も同様に小さい。   9d and 9e show the position towards the end of compression, at which position the remaining capacity of the compressed load is small and the remaining flow range is likewise small.

図9fは、圧縮終了後少し経過した時点の位置を示しており、この位置では、穴20の後縁がポート21の閉鎖縁を通過し、燃焼室内の負荷を密封する。   FIG. 9f shows the position when a little has elapsed after the end of compression, in which the trailing edge of the hole 20 passes through the closing edge of the port 21 and seals the load in the combustion chamber.

既に述べたように、本発明の実施形態を単純な気体流体圧縮機として使用できるように構築できる点を理解することが重要である。このような場合、この構造は、先行の図面に示した内燃機関の圧縮区間のみから成り、また、回転子のシャフトは外部電源によって駆動される。装置が圧縮機である場合、穴の前縁と、ポートのアプローチ端とを、ポートの開口が臨時室と受容体の間の圧力等化と一致するようにタイミングを合わせて適切に配置することができる。さらに、別の改良では、気体材料の圧縮を、ローブ付きの回転子と凹部回転子の間の相互作用による追加の圧縮や、図1bに示すような包囲ハウジングによってではなく、ローブ付き回転子のローブと凹型回転子の凹部との間の相互作用に限定することができる。最後に、ローブ付き回転子は、1つまたは複数のローブを含んでいてよく、また同様に、凹状回転子も1つまたは複数の凹部を含んでいてよいことが理解されるべきである。   As already mentioned, it is important to understand that embodiments of the present invention can be constructed to be used as simple gas fluid compressors. In such a case, this structure consists only of the compression section of the internal combustion engine shown in the preceding drawings, and the rotor shaft is driven by an external power source. If the device is a compressor, properly position the leading edge of the hole and the approach end of the port in time so that the opening of the port matches the pressure equalization between the temporary chamber and the receiver Can do. Furthermore, another improvement is that the compression of the gaseous material is not due to the additional compression due to the interaction between the lobed rotor and the recessed rotor, or through the enclosure housing as shown in FIG. It can be limited to the interaction between the lobe and the concave part of the concave rotor. Finally, it should be understood that a lobed rotor may include one or more lobes, and similarly, a concave rotor may include one or more recesses.

少なくとも本発明の好ましい実施形態では、凹状回転子のポートとハウジング側壁を、回転子内の凹部の最内限度を超えて半径方向外方に延びるように配置することで、凹状回転子のポートとハウジング側壁にかけて非常に大きな流れ範囲を提供することができるので特に有利である。WO−A−91/06747で説明されている既に周知の配置では、凹状回転子の凹部の最も内側の限度の内側にポートを提供できるだけであった。このようなポートは小さい範囲のものでなくてはならず、また、本発明を採用した内燃機関の回転速度を制限した。典型的な例では、回転速度は約3000rpmに制限された。本発明は、例えば6000rpm以上、好ましくは10,000〜15,000rpmの範囲といった比較的高速で動作する内燃機関に特に利用できる。   In at least a preferred embodiment of the invention, the concave rotor port and the housing sidewall are arranged to extend radially outward beyond the innermost limit of the recess in the rotor, This is particularly advantageous because a very large flow range can be provided over the housing side wall. The already known arrangement described in WO-A-91 / 06747 could only provide a port inside the innermost limit of the concave part of the concave rotor. Such ports must be in a small range and limit the rotational speed of the internal combustion engine employing the present invention. In a typical example, the rotational speed was limited to about 3000 rpm. The present invention is particularly applicable to an internal combustion engine that operates at a relatively high speed such as, for example, 6000 rpm or more, and preferably in the range of 10,000 to 15,000 rpm.

WO−A−91/06747に開示された両方のロータリー装置では、装置の静止壁内に固定されたポートと連通する、凹部回転子内の面取り縁または通路によって、臨時室と、装置の静止壁に固定されたポートとの間に気体連通の手段が設けられた。凹状回転子が回転すると、凹状回転子の中心付近の制限された範囲内で、回転子内の面取り溝または通路と静止壁内の固定ポートとの間の連通が実施されなければならない。これにより、このような連通で可能な最大流れ範囲が制限された。より直径の大きなポートを設けて、流れ容量によってロータリー装置の性能が不当に制限されないようにすることが望ましい。さらに、面取り溝の容量は著しく大きな「デッド」ボリュームを呈するのに対し、本発明では、この「デッド」ボリュームを、搬送ポート20の範囲とディスク19の厚さのものに限定した。   In both rotary devices disclosed in WO-A-91 / 06747, a temporary chamber and a stationary wall of the device are provided by a chamfered edge or passage in a recessed rotor that communicates with a port fixed in the stationary wall of the device. A means for gas communication was provided between the fixed port and the port. As the concave rotor rotates, communication between the chamfering groove or passage in the rotor and the fixed port in the stationary wall must be implemented within a limited range near the center of the concave rotor. This limited the maximum flow range possible with such communication. It is desirable to provide a larger diameter port so that the flow capacity does not unduly limit the performance of the rotary device. Further, the capacity of the chamfer groove exhibits a significantly large “dead” volume, whereas in the present invention, this “dead” volume is limited to the range of the transport port 20 and the thickness of the disk 19.

図10は、本発明の代替実施形態の例で使用する回転子の略図を示す。この図10の配置は、回転子40と、回転子40の回転軸周囲の固定子シリンダ42とを備えている。固定子シリンダは、気体が流れる通路を画定できるよう十分大きな半径を有する。回転子40と固定子シリンダ42は展開図にて示されているが、使用時には、固定子シリンダ42は回転子40内の中心ボア44内に配置され、固定子シリンダ42に関連した回転子40の回転を可能にしていることが理解されるだろう。固定子シリンダ42の中心は実質的に中空であり、この中心部分が、気体用の導管として機能するための通路を画定している。   FIG. 10 shows a schematic diagram of a rotor for use in an example alternative embodiment of the present invention. The arrangement of FIG. 10 includes a rotor 40 and a stator cylinder 42 around the rotation axis of the rotor 40. The stator cylinder has a sufficiently large radius to define a passage through which gas flows. Although the rotor 40 and stator cylinder 42 are shown in an exploded view, in use, the stator cylinder 42 is disposed within a central bore 44 in the rotor 40 and the rotor 40 associated with the stator cylinder 42 is shown. It will be understood that the rotation is possible. The center of the stator cylinder 42 is substantially hollow and this central portion defines a passage for functioning as a gas conduit.

固定子シリンダ42はポート46を設け、回転子40はポート48を設けている。これらを組み合わせることで、装置がエキスパンダまたは圧縮機のいずれとして動作しているかに応じて、回転子40の凹部内から固定子シリンダ42内の通路までの通路47、またはこの反対の通路47を介した連通が可能になる。ポート46、48は、回転子40が固定子シリンダ42に関連して回転することで、回転子40の各回転周期の或る期間、ポート46、48が整列できるように寸法および位置決めされている。   The stator cylinder 42 is provided with a port 46, and the rotor 40 is provided with a port 48. By combining these, depending on whether the device is operating as an expander or a compressor, the passage 47 from the recess of the rotor 40 to the passage in the stator cylinder 42 or the opposite passage 47 is provided. Communication via this is possible. The ports 46, 48 are sized and positioned so that the ports 46, 48 can be aligned for a period of each rotation period of the rotor 40 as the rotor 40 rotates relative to the stator cylinder 42. .

図11〜図13は、回転子40が固定シリンダ42に関連して回転する様々なステージにある回転子40と固定子シリンダ42の図をそれぞれ示す。図11を参照すると、固定子シリンダ42に関連した回転子40の回転周期のこの時点では、固定子シリンダ42内のポート46を見ることはできない。図12を参照すると、回転子が固定しシリンダ42に関連した回転を続けると、固定子シリンダ42内のポート46が回転子40内のポート48を通して見ることができるようになる。   FIGS. 11-13 show views of the rotor 40 and stator cylinder 42, respectively, on various stages where the rotor 40 rotates relative to the fixed cylinder 42. FIG. Referring to FIG. 11, at this point in the rotation period of the rotor 40 associated with the stator cylinder 42, the port 46 in the stator cylinder 42 cannot be seen. Referring to FIG. 12, when the rotor is fixed and continues to rotate relative to the cylinder 42, the port 46 in the stator cylinder 42 can be seen through the port 48 in the rotor 40.

ポート48を通してポート46が見えるようになると、固定子シリンダ42と回転子40内の凹部との間の連通が可能となる。   When the port 46 becomes visible through the port 48, communication between the stator cylinder 42 and the recess in the rotor 40 is possible.

次に図13を参照すると、回転子40は回転を続けているため、回転子40の凹部のポート48を通して、より大きな比率のポート46を見ることができる。回転子40が固定子シリンダ42に関連した回転を続けると、ポート48と46が重なる範囲において、回転子40の凹部と固定子シリンダ42の内部の間の通路の断面が最大となるポイントが生じる。さらに回転を続けると、この重なり範囲の断面が減少を開始する。換言すると、ポート46は回転子40によって閉鎖される。   Referring now to FIG. 13, because the rotor 40 continues to rotate, a larger proportion of the ports 46 can be seen through the port 48 in the recess of the rotor 40. As the rotor 40 continues to rotate relative to the stator cylinder 42, there will be a point where the cross section of the passage between the recess of the rotor 40 and the interior of the stator cylinder 42 is maximized in the range where the ports 48 and 46 overlap. . As the rotation continues further, the cross section of this overlapping range starts to decrease. In other words, the port 46 is closed by the rotor 40.

図10〜図13に示した例では、回転子内(および固定子シリンダ上の)ポートの寸法は、回転子の凹部と固定子シリンダ42の内部領域との間に十分な気体の流れを達成できるものに選択することができることが理解されるだろう。ポートは、固定子シリンダ42および回転子40の縦軸に関連して軸方向に延びている。換言すれば、少なくとも軸方向においては、ポートが固定子シリンダ42と凹部の最も内側の容量との間の半径距離によって規制されることはない。   In the example shown in FIGS. 10-13, the dimensions of the ports in the rotor (and on the stator cylinder) achieve sufficient gas flow between the rotor recesses and the interior region of the stator cylinder 42. It will be understood that you can choose what you can. The port extends axially relative to the longitudinal axis of the stator cylinder 42 and the rotor 40. In other words, at least in the axial direction, the port is not restricted by the radial distance between the stator cylinder 42 and the innermost volume of the recess.

図14A〜図14Hは、エキスパンダとして使用した場合の、ロータリー装置の1周期中の各ステージにおける回転子端部の形状を示している。図14Aを参照すると、エキスパンダの周期は、ローブ面Uと一対の係合した回転子の凹部面Wとがローブの最大貫通点を通過した時、即ち、ローブの先端が凹部面Wの最小半径を通過した時に開始する。このステージでは、加圧された流体供給が流入できる、固定子シリンダ42内のポート46の開口縁に、凹部回転子通路47の前縁が接近する。図14Bを参照すると、ポート46が開口すると、加圧された流体が凹部回転子通路47内を通り、ローブと凹部の間に新たに形成された臨時容量内に流入する。   14A to 14H show the shape of the rotor end portion in each stage during one cycle of the rotary device when used as an expander. Referring to FIG. 14A, the period of the expander is such that the lobe surface U and the recessed surface W of the pair of engaged rotors pass through the maximum penetration point of the lobe, that is, the lobe tip is the minimum of the recessed surface W. Starts when passing the radius. At this stage, the leading edge of the recessed rotor passage 47 approaches the opening edge of the port 46 in the stator cylinder 42 through which pressurized fluid supply can flow. Referring to FIG. 14B, when the port 46 is opened, the pressurized fluid flows through the recessed rotor passage 47 and flows into a temporary capacity newly formed between the lobe and the recessed portion.

図14Cを参照すると、この時点でポート46は完全に開口しており、ローブ面Uと凹部面Wの間に画定された臨時容量内を最大流れ容量の加圧流体が通過できるようになっている。これにより、流体供給の圧力と臨時容量内で生じる圧力との間の差が最小化される。加圧された流体の圧力がローブの面Uと凹部の面Wに作用することで、回転子を回転方向へさらに動作するよう強制する。図14Dでは、凹部回転子通路47の後縁がポート46の閉鎖縁に接近し、これにより、ローブと凹部の間に画定された室への加圧流体の供給が停止されはじめる。   Referring to FIG. 14C, at this point, the port 46 is fully open, allowing the maximum flow capacity of pressurized fluid to pass through the temporary volume defined between the lobe surface U and the recess surface W. Yes. This minimizes the difference between the pressure of the fluid supply and the pressure generated within the temporary capacity. The pressure of the pressurized fluid acts on the lobe surface U and the recess surface W to force the rotor to move further in the direction of rotation. In FIG. 14D, the trailing edge of the recessed rotor passageway 47 approaches the closed edge of the port 46, which begins to stop the supply of pressurized fluid to the chamber defined between the lobe and the recessed portion.

図14Eを参照すると、凹部回転子通路47の後縁がポート46の閉鎖縁に到達しており、これにより加圧流体の供給が止められ、既に臨時容量内に入った流体が隔離される。図14Fに見られるように、回転子の回転によって隔離容量が増加し、これにより、ローブUと凹部Wの表面上に幾らかの圧力を維持しながら、また、回転子と、これが接続されるシャフトとの回転を付勢しながら、捕獲された流体を拡張することができる。   Referring to FIG. 14E, the trailing edge of the recessed rotor passage 47 reaches the closing edge of the port 46, thereby stopping the supply of pressurized fluid and isolating the fluid that has already entered the temporary capacity. As seen in FIG. 14F, the rotation of the rotor increases the isolation capacity, thereby maintaining some pressure on the surfaces of the lobe U and recess W and also connecting the rotor to it. The captured fluid can be expanded while energizing rotation with the shaft.

図14Gを参照すると、臨時容量が最大容量に達し、流体が周囲の圧力に達している。この時点で、回転子の対を包囲しているハウジングへ解放する前の流体が、ローブU表面と凹部W表面への正味圧力の付加を停止する。   Referring to FIG. 14G, the temporary capacity has reached its maximum capacity and the fluid has reached ambient pressure. At this point, the fluid prior to release to the housing surrounding the rotor pair stops applying net pressure to the lobe U and recess W surfaces.

最後の図14Hでは、完全に拡張した流体が、ハウジング内の一対の回転子の自然のポンピング動作の下で、臨時容量から排出システムへ解放される。   Finally, in FIG. 14H, fully expanded fluid is released from the temporary capacity to the drainage system under the natural pumping action of the pair of rotors in the housing.

図15A〜図15Hは、圧縮機として使用されるロータリー装置の1周期中の複数のステージにおける回転子端部の形状を示す。図15A〜図15Hの各図は、ロータリー装置の吸気端部付近の地点におけるローブ、ポケット回転子、可動汚染壁の形状断面を示している。提示した例では、ローブ回転子シャフトによって吸気が通過でき、これが、半径方向に向かう通路を介して圧縮機プレナムの中心領域内に解放される。また、凹部回転子は中空の中心を有し、ぴったりとした固定子シリンダの周りを回転する。固定子シリンダはポート46を設け、ポケット回転子の各凹部は、固定子シリンダ内の各ポート46と連通するための通路47を設けている。   15A to 15H show the shapes of the rotor end portions in a plurality of stages in one cycle of a rotary device used as a compressor. Each of FIGS. 15A to 15H shows a cross section of the shape of the lobe, the pocket rotor, and the movable contamination wall at a point near the intake end of the rotary device. In the example presented, intake air can be passed by the lobe rotor shaft, which is released into the central region of the compressor plenum via a radially directed passage. The recessed rotor also has a hollow center and rotates around a tight stator cylinder. The stator cylinder is provided with a port 46, and each recess of the pocket rotor is provided with a passage 47 for communicating with each port 46 in the stator cylinder.

図15Aを参照すると、回転子が指示された方向に回転すると(ローブ付き回転子は右回り、凹部回転子は左回り)、ローブPと凹部Rが互いに接近する。ローブP、凹部R、可動汚染壁101が係合すると、可動壁区間101内に臨時容量Jを捕獲するべく働く。   Referring to FIG. 15A, when the rotor rotates in the indicated direction (the lobe-equipped rotor turns clockwise and the recessed rotor rotates counterclockwise), the lobe P and the recessed portion R approach each other. When the lobe P, the recess R, and the movable contamination wall 101 are engaged, the temporary capacity J is captured in the movable wall section 101.

次に図15Bを参照すると、ここでは、臨時容量J内に内容された流体が捕獲され、回転子が回転を続けるに従って圧縮される。   Referring now to FIG. 15B, here the fluid contained in the temporary volume J is captured and compressed as the rotor continues to rotate.

次に図15Cを参照すると、臨時容量Jは実質的に圧縮されているが、まだ回転子通路47がポート46に関連した位置へ回転されていないため、流体は依然として捕獲されたままの状態にある。   Referring now to FIG. 15C, the temporary volume J is substantially compressed, but the fluid is still trapped because the rotor passageway 47 has not yet been rotated to the position associated with the port 46. is there.

図15Dでは、臨時容量Jは、ローブPの面と凹部Rの面によって完全に封じ込められている。ここでは、凹部回転子通路47の前縁がポート46の開口縁に達しており、流体がポート内に流入し始めている。このステージで、捕獲された流体の圧力が受容体の圧力に達し、また、回転子がさらに回転することで、ローブRと凹部Pの間の可変容量室内で圧縮された気体の負荷が段階的に搬送される。   In FIG. 15D, the temporary capacity J is completely enclosed by the surface of the lobe P and the surface of the recess R. Here, the front edge of the concave rotor passage 47 reaches the opening edge of the port 46, and fluid begins to flow into the port. At this stage, the pressure of the trapped fluid reaches the pressure of the receptor, and the rotor further rotates, so that the gas load compressed in the variable volume chamber between the lobe R and the recess P is stepped. To be transported.

図15Eでは、凹部回転子通路47の前縁がポート46をほぼ半分横断し、これにより、ポート46のスロート部における可変流れ範囲が拡大する。図15Fでは、凹部回転子通路47がポート46と整列しているため、負荷を搬送する最大の流れ範囲が得られている。   In FIG. 15E, the leading edge of the recessed rotor passage 47 crosses the port 46 approximately half way, thereby increasing the variable flow range at the throat portion of the port 46. In FIG. 15F, since the recessed rotor passage 47 is aligned with the port 46, the maximum flow range for carrying the load is obtained.

図15Gでは、凹部回転子通路47の後縁がポートの閉鎖縁に接近しており、ポートの閉鎖が始まっている。これ以外の臨時容量は非常に少量であるため、未だポートを通って搬送されていない負荷も極少量である。   In FIG. 15G, the trailing edge of the recessed rotor passage 47 is close to the closing edge of the port and the closing of the port has begun. Since the temporary capacity other than this is very small, the load that has not yet been conveyed through the port is extremely small.

最後に図15Hでは、ローブPの面と凹部Rの面の間から臨時容量が排除され、隙間容量のみが残っている。ポート46の閉鎖と圧縮動作の完了は同時に起こり、これは、ローブの先端がポケットの最小半径地点に到達した際に生じる。この時点で、次のローブと凹部の対の間に新たな臨時容量が形成されている。   Finally, in FIG. 15H, the temporary capacity is eliminated from between the surface of the lobe P and the surface of the recess R, and only the gap capacity remains. The closing of the port 46 and the completion of the compression operation occur simultaneously, which occurs when the lobe tip reaches the minimum radius point of the pocket. At this point, a new temporary capacitance is formed between the next pair of lobes and recesses.

固定子シリンダ内のポート46の寸法と、これに対応する回転子内のポートの寸法は、ロータリー装置がエキスパンダとして機能する場合と、圧縮機として機能する場合の両方の場合に必要であるように、回転子の凹部と固定子シリンダ42の内部領域との間に十分な気体の流れを達成できるように選択される。上で図10〜図13を参照して説明したように、ポートは、固定子シリンダ42および回転子40の縦軸に関連して軸方向に延びている。換言すれば、ポートは、少なくとも軸方向において、固定子シリンダ42と凹部の最小半径の間の最大半径方向距離によって制限されることはない。   The dimensions of the port 46 in the stator cylinder and the corresponding port dimensions in the rotor appear to be necessary both when the rotary device functions as an expander and as a compressor. In addition, a sufficient gas flow is selected between the rotor recess and the interior region of the stator cylinder 42. As described above with reference to FIGS. 10-13, the ports extend axially relative to the longitudinal axis of the stator cylinder 42 and the rotor 40. In other words, the port is not limited by the maximum radial distance between the stator cylinder 42 and the minimum radius of the recess, at least in the axial direction.

図16は、半径方向ポートと軸方向ポートの両方に提供された一対の回転子の2次元端面図を示す。図示の配置では、ローブ付き回転子14Aと凹状回転子14Bを含んでいる。凹状回転子14Bの端面上にエンドプレート19が配置されている。図9A〜図9Fに示し、これらの図を参照して説明しているように、エンドプレート19は多数のポート20を備えている。さらに、凹状回転子14Bの中心ボア内に配置された固定子シリンダ42は、ポート46を具備した中空の通路を設けている。回転子14B内のボアの円筒形の内面と回転子14Bの各凹部(図中に点線で示す)との間には、多数の半径方向通路47が設けられている。通常、使用時に一対の回転子が内部に配置されるハウジングの端壁は示されていない。しかし、図4Bに示し、上で図4Bを参照して説明したように、このようなハウジング壁にはポート21が設けられることが理解されるだろう。   FIG. 16 shows a two-dimensional end view of a pair of rotors provided for both radial and axial ports. The illustrated arrangement includes a lobed rotor 14A and a concave rotor 14B. An end plate 19 is disposed on the end face of the concave rotor 14B. As shown in FIGS. 9A to 9F and described with reference to these figures, the end plate 19 includes a number of ports 20. Further, the stator cylinder 42 arranged in the central bore of the concave rotor 14B is provided with a hollow passage having a port 46. A large number of radial passages 47 are provided between the cylindrical inner surface of the bore in the rotor 14B and each recess (indicated by a dotted line in the figure) of the rotor 14B. Usually, the end wall of the housing in which the pair of rotors are arranged in use is not shown. However, it will be understood that such a housing wall is provided with a port 21 as shown in FIG. 4B and described above with reference to FIG. 4B.

使用時、図16に示す一対の回転子が、凹形回転子14Bの凹部の湾曲面とローブ付き回転子14Aのローブとの間に可変容量臨時室を画定する。ポート20(エンドプレート19内)とポート46(軸42内)によって、2つの別個の手段が得られる。これらの手段によって、合致するローブと凹部の間に画定された臨時室へ気体の流れを供給し、または臨時室から気体の流れを受容することができる。   In use, the pair of rotors shown in FIG. 16 defines a variable capacity temporary chamber between the concave curved surface of the concave rotor 14B and the lobe of the lobe rotor 14A. Port 20 (in end plate 19) and port 46 (in shaft 42) provide two separate means. By these means, a gas flow can be supplied to or received from the temporary chamber defined between the matching lobes and recesses.

気体が流れる方向、即ち、気体が臨時室内に入るか、臨時室から出るかは、ロータリー装置が圧縮機とエキスパンダのどちらとして動作しているかによって異なる。両方の場合において、図6に示すように軸方向および半径方向の両方の方向にて臨時室と連通する部分を提供することが可能である。   The direction in which the gas flows, that is, whether the gas enters or exits the temporary chamber, depends on whether the rotary device is operating as a compressor or an expander. In both cases, it is possible to provide a portion that communicates with the temporary chamber in both the axial and radial directions as shown in FIG.

当業者には、これまで述べてきた好ましい実施形態の多数の改良および好ましい実施形態からの逸脱が可能であることが理解されるだろう。したがって、本発明は、付属の請求項およびその同等物の範囲内に収まる限り、その改良および応用をを網羅するものとする。   Those skilled in the art will appreciate that numerous modifications to the preferred embodiments described above and departures from the preferred embodiments are possible. Accordingly, the present invention is intended to cover modifications and applications as long as they fall within the scope of the appended claims and their equivalents.

本発明を実施する内燃機関の一部の略縦断面図であり、本発明を実施するロータリー装置を装備した圧縮区間と拡張区間の回転子の各軸を通る平面で取ったものである。1 is a schematic longitudinal sectional view of a part of an internal combustion engine that implements the present invention, taken on a plane that passes through the axes of a rotor of a compression section and an expansion section equipped with a rotary device that implements the present invention; 図1に示した燃焼室の拡大図を示す。The enlarged view of the combustion chamber shown in FIG. 1 is shown. 図1に示した内燃機関の圧縮区間の、一部を斜視図で示した側面線図であり、圧縮回転子を包囲するハウジングを示している。FIG. 2 is a side view showing a part of the compression section of the internal combustion engine shown in FIG. 1 in a perspective view, showing a housing surrounding a compression rotor. 2a,2b,2cは、それぞれ、圧縮区間の相互作用する回転子の略断面図であり、エンジンの圧縮周期における連続したステージを示す。2a, 2b and 2c are respectively schematic cross-sectional views of the interacting rotor in the compression section, showing successive stages in the compression cycle of the engine. 3a,3b,3cは、それぞれ、拡張区間の相互作用する回転子の略断面図であり、エンジンの拡張周期における連続したステージを示す。3a, 3b, and 3c are schematic cross-sectional views of the interacting rotor in the expansion section, respectively, showing successive stages in the engine expansion cycle. 図1の実施形態で示した凹状回転子の弁部分の端面を示す。The end surface of the valve part of the concave rotor shown by embodiment of FIG. 1 is shown. 図1の実施形態に示した実施形態のハウジングの壁の側面図を示す。2 shows a side view of the housing wall of the embodiment shown in the embodiment of FIG. 図1に示した実施形態の一部を形成する2つの圧縮回転子を通る線図的な断面図であり、この実施形態の圧縮回転子から中央壁に向けて見た状態で示す。FIG. 2 is a diagrammatic cross-sectional view through two compression rotors forming part of the embodiment shown in FIG. 1, as viewed from the compression rotor of this embodiment towards the central wall. 図5の2つの回転子を通る線図的な断面図であり、中央壁から回転子に向けて見た状態を示す。FIG. 6 is a diagrammatic cross-sectional view through the two rotors of FIG. 5, showing a state seen from the central wall toward the rotor. 図2a、図2b、図2cのものに対応した、圧縮回転子を包囲し、圧縮周期中に回転子と協働する形状のハウジングを示す。Fig. 2 shows a housing shaped to surround the compression rotor and cooperate with the rotor during the compression cycle, corresponding to that of Figs. 2a, 2b, 2c. 図7と類似の図であるが、図3a、図3b、図3cに対応した、拡張周期中に回転子と協働するための、拡張回転子を包囲するハウジングを示している。FIG. 8 is a view similar to FIG. 7, but corresponding to FIGS. 3a, 3b, 3c, showing a housing surrounding the expansion rotor for cooperating with the rotor during the expansion cycle. 図1の実施形態の圧縮区間の相互作用する回転子の断面図であり、エンジンの圧縮周期の連続したステージを示し、図2a、図2b、図2cに示したステージをさらに説明している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the interacting rotor of the compression section of the embodiment of FIG. 1, showing a stage with a continuous compression cycle of the engine, further illustrating the stage shown in FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c. 図1の実施形態の圧縮区間の相互作用する回転子の断面図であり、エンジンの圧縮周期の連続したステージを示し、図2a、図2b、図2cに示したステージをさらに説明している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the interacting rotor of the compression section of the embodiment of FIG. 1, showing a stage with a continuous compression cycle of the engine, further illustrating the stage shown in FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c. 図1の実施形態の圧縮区間の相互作用する回転子の断面図であり、エンジンの圧縮周期の連続したステージを示し、図2a、図2b、図2cに示したステージをさらに説明している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the interacting rotor of the compression section of the embodiment of FIG. 1, showing a stage with a continuous compression cycle of the engine, further illustrating the stage shown in FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c. 図1の実施形態の圧縮区間の相互作用する回転子の断面図であり、エンジンの圧縮周期の連続したステージを示し、図2a、図2b、図2cに示したステージをさらに説明している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the interacting rotor of the compression section of the embodiment of FIG. 1, showing a stage with a continuous compression cycle of the engine, further illustrating the stage shown in FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c. 図1の実施形態の圧縮区間の相互作用する回転子の断面図であり、エンジンの圧縮周期の連続したステージを示し、図2a、図2b、図2cに示したステージをさらに説明している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the interacting rotor of the compression section of the embodiment of FIG. 1, showing a stage with a continuous compression cycle of the engine, further illustrating the stage shown in FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c. 図1の実施形態の圧縮区間の相互作用する回転子の断面図であり、エンジンの圧縮周期の連続したステージを示し、図2a、図2b、図2cに示したステージをさらに説明している。FIG. 2 is a cross-sectional view of the interacting rotor of the compression section of the embodiment of FIG. 1, showing a stage with a continuous compression cycle of the engine, further illustrating the stage shown in FIGS. 2 a, 2 b, and 2 c. 本発明で使用している回転子の一例を一部斜視図で示した側面線図である。It is the side view figure which showed the example of the rotor currently used by this invention in a partial perspective view. 図10の回転子の例を、回転周期中における形状で示す。An example of the rotor of FIG. 10 is shown in a shape during a rotation cycle. 図10の回転子の例を、回転周期中における形状で示す。An example of the rotor of FIG. 10 is shown in a shape during a rotation cycle. 図10の回転子の例を、回転周期中における形状で示す。An example of the rotor of FIG. 10 is shown in a shape during a rotation cycle. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. エキスパンダの相互作用する回転子の略断面図を示し、拡張周期内の連続したステージを示している。Fig. 4 shows a schematic cross-sectional view of an expander interacting rotor, showing successive stages within an expansion period. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 圧縮機の相互作用する回転子の略断面図を示し、圧縮周期内の連続したステージを示している。FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of an interacting rotor of a compressor, showing successive stages within a compression cycle. 半径方向ポートと軸方向ポートの両方を具備した1対の回転子の2次元端面図を示す。FIG. 3 shows a two-dimensional end view of a pair of rotors with both radial and axial ports.

Claims (20)

ロータリー装置であり:
第1軸の周囲で回転でき、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの凹部を周辺に有する第1回転子と;
前記第1回転子が回転するべく周囲に配置されている固定子と;
前記第1軸と平行な第2軸の周囲で前記第1回転子とは逆の回転が可能であり、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの半径方向ローブを有する第2回転子と;
前記第1回転子と第2回転子の前記湾曲凹部とローブ面との間に画定された容量が段階的に増減する臨時室を生成するために相互合致回転するように結合した第1および第2回転子と;
内部に前記回転子が封入されているハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記内部係合回転子の端面と接合する端面を有し;
前記凹状回転子内の前記少なくとも1つの凹部内へ、またはここから気体が流れられるよう配置された回転子ポートをさらに備え、前記ポートは複数の寸法を有し、前記寸法のうちの少なくとも1つが、前記固定子の最外限度と前記凹状回転子内の凹部の最小半径との間の距離よりも長い、ロータリー装置。
Rotary device:
A first rotor capable of rotating around a first axis and having at least one recess at its periphery delimited by a curved surface;
A stator disposed around the first rotor to rotate;
A second rotor having at least one radial lobe that is rotatable about a second axis parallel to the first axis and is opposite to the first rotor and bounded by a curved surface;
First and second coupled together to rotate in unison to create a temporary chamber in which the volume defined between the curved recess and the lobe surface of the first and second rotors increases or decreases in stages. With two rotors;
A housing in which the rotor is enclosed, and the housing has an end surface joined to an end surface of the internal engagement rotor;
The rotor further comprises a rotor port arranged to allow gas to flow into or from the at least one recess in the concave rotor, the port having a plurality of dimensions, at least one of the dimensions being A rotary device longer than the distance between the outermost limit of the stator and the minimum radius of the recess in the concave rotor.
前記第1および第2回転子の各々は、対応する軸に沿って離間した端面をそれぞれ有し、前記回転子ポートは前記端面のうちの1つの内部に設けられており、前記ハウジングの前記端面の1つは、前記少なくとも1つの回転子ポートと連通するための、少なくとも1つの関連したポートを有し、前記凹状回転子のポートと前記ハウジングのポートは、前記回転子の回転中における、前記凹状回転子とハウジングの接合端面の動作によってバルビングを行い;
前記凹状回転子は、前記凹状回転子の前記少なくとも1つのポートを画定する弁部分と、前記少なくとも1つの凹部を画定する主要部分とを有し、前記弁部分と前記主要部分は、前記凹状回転子の軸に沿って並んで配置されており、前記凹状回転子上の前記少なくとも1つのポートと、前記ハウジング上の少なくとも1つのポートの各々は、前記凹状回転子の前記軸から半径方向外方に、前記凹状回転子内の凹部の最内限度を超えて少なくとも或る距離で延びている、請求項1に記載のロータリー装置。
Each of the first and second rotors has an end face spaced along a corresponding axis, and the rotor port is provided inside one of the end faces, and the end face of the housing One has at least one associated port for communicating with the at least one rotor port, the concave rotor port and the housing port being in rotation of the rotor, Barbing is performed by moving the joint end face of the concave rotor and housing;
The concave rotor has a valve portion defining the at least one port of the concave rotor and a main portion defining the at least one recess, the valve portion and the main portion being the concave rotation. Arranged along the axis of the rotor, each of the at least one port on the concave rotor and the at least one port on the housing being radially outward from the axis of the concave rotor. The rotary device according to claim 1, wherein the rotary device extends at least a distance beyond the innermost limit of the recess in the concave rotor.
前記少なくとも1つの回転子ポートと、前記ハウジング上の前記少なくとも1つのポートは、前記凹状回転子内の凹部の最内限度の半径方向外方の位置のみに配置されるようにそれぞれ位置決めされている、請求項2に記載のロータリー装置。   The at least one rotor port and the at least one port on the housing are each positioned so as to be disposed only at the radially outermost position of the innermost limit of the recess in the concave rotor. The rotary device according to claim 2. 前記凹状回転子の前記弁部分は、前記凹状回転子の軸に対して垂直に延びた端壁を備え、前記回転子凹部の一端の閉鎖部分に配置されている、請求項2または3のいずれか1項に記載のロータリー装置。   4. The valve according to claim 2, wherein the valve portion of the concave rotor includes an end wall extending perpendicular to the axis of the concave rotor and is disposed at a closed portion at one end of the rotor concave portion. The rotary device according to claim 1. 前記回転子凹部の他端は、前記ハウジングのさらなる端壁によって閉鎖されている、請求項4に記載のロータリー装置。   The rotary device according to claim 4, wherein the other end of the rotor recess is closed by a further end wall of the housing. 前記少なくとも1つの回転子ポートは、前記凹状回転子の1番目の端部壁を通るポートである、請求項4または5のいずれか1項に記載のロータリー装置。   The rotary device according to claim 4, wherein the at least one rotor port is a port that passes through a first end wall of the concave rotor. 前記弁部分はディスクを備え、前記ディスクは、前記第1軸に対して垂直で、これと同軸であり、前記第1の凹状回転子の前記主要部分と共に回転するように配置されている、請求項4〜6のいずれか1項に記載のロータリー装置。   The valve portion comprises a disk, the disk being perpendicular to and coaxial with the first axis and arranged to rotate with the main portion of the first concave rotor. Item 7. The rotary device according to any one of Items 4 to 6. 前記湾曲面は、前記ローブが前記凹部を通る間に、前記凹面が、前記ローブの先端と前記ローブ上の、前記ローブ面に沿って前進する可動場所との両方によって、連続的にスイープされ、これにより前記臨時室が画定されるような等高を有する、前出の任意の請求項のいずれか1項に記載のロータリー装置。   The curved surface is continuously swept by both the tip of the lobe and a movable location on the lobe that advances along the lobe surface while the lobe passes through the recess; The rotary device according to any one of the preceding claims, wherein the rotary device has a contour such that the temporary chamber is defined. 前記少なくとも1つの凹部と少なくとも1つのローブの各々は、軸方向に螺旋状に延びている、前出の任意の請求項のいずれか1項に記載のロータリー装置。   The rotary device according to any one of the preceding claims, wherein each of the at least one recess and the at least one lobe extend in a spiral in the axial direction. 前記第1の凹状回転子の回転速度は、装置の前記第2のローブ回転子の回転速度よりも遅く、全数の1:1未満である、前出の任意の請求項のいずれか1項に記載のロータリー装置。   Any of the preceding claims, wherein the rotational speed of the first concave rotor is slower than the rotational speed of the second lobe rotor of the device and less than 1: 1 of the total number. The described rotary device. 前記第1、第2回転子のそれぞれは、等角的に離間した凹部を有し、さらに、前記凹状回転子に対する前記ローブ付き回転子の速度比率として、ローブの数に対する凹部の数と同じ比率のローブを有する、請求項10に記載のロータリー装置。   Each of the first and second rotors has recesses that are equiangularly spaced from each other, and the ratio of the number of recesses to the number of lobes as the speed ratio of the rotor with lobes relative to the concave rotor. The rotary device according to claim 10, comprising a plurality of lobes. 前記回転子はハウジング内に封入されており、前記ハウジングは、第1および第2回転子と同軸で、これと滑動密封を形成する第1、第2弧状凹部を有し、これにより、前記ローブが前記第1回転子内の凹部を通過する前および/または後の回転の一部について、前記回転子と前記ハウジングの間に、段階的に容量を増減する追加の臨時室が画定され、これにより、前記回転子どうしの間の臨時室との連通が行われる、前出の任意の請求項のいずれか1項に記載のロータリー装置。   The rotor is enclosed within a housing, the housing having first and second arcuate recesses that are coaxial with the first and second rotors and form a sliding seal therewith, thereby providing the lobe. For a portion of the rotation before and / or after passing through the recess in the first rotor, an additional temporary chamber is defined between the rotor and the housing to increase or decrease the capacity in stages. The rotary device according to any one of the preceding claims, wherein communication with a temporary chamber between the rotors is performed. 前記固定子はシリンダであり、少なくとも1つの凹部上に設けられたポートを備えており、前記回転子が軸に対して回転すると、前記固定子シリンダ上のポートと前記回転子ポートが周期的に整列し、前記凹部は、前記固定子シリンダと、前記固定子シリンダと回転可能かつ滑動可能に係合して配置された前記第1回転子の内部円筒面との相互作用によってバルビングされる、請求項1に記載のロータリー装置。   The stator is a cylinder, and includes a port provided on at least one recess, and when the rotor rotates with respect to an axis, the port on the stator cylinder and the rotor port periodically The aligned and recessed portions are valved by interaction of the stator cylinder and an inner cylindrical surface of the first rotor disposed in rotational and slidable engagement with the stator cylinder. Item 2. The rotary device according to Item 1. 前記固定子シリンダおよび回転子の各々上のポートは、前記回転子に関連して軸方向に延びている、請求項13に記載のロータリー装置。   The rotary device of claim 13, wherein a port on each of the stator cylinder and rotor extends axially relative to the rotor. 前記固定子シリンダと前記回転子の各々上のポートは、前記回転子の軸長さと実質的に等しい長さで延びている、請求項14に記載のロータリー装置。   The rotary device according to claim 14, wherein a port on each of the stator cylinder and the rotor extends with a length substantially equal to an axial length of the rotor. 前記回転子はハウジング内に封入されており、前記ハウジングは、第1および第2回転子と同軸で、これと滑動密封を形成する第1、第2弧状凹部を有し、これにより、前記ローブが前記第1回転子内の凹部を通過する前および/または後の回転の一部について、前記回転子と前記ハウジングの間に、段階的に容量を増減する追加の臨時室が画定され、これにより、前記回転子どうしの間の臨時室との連通が行われる、請求項13〜15のいずれか1項に記載のロータリー装置。   The rotor is enclosed within a housing, the housing having first and second arcuate recesses that are coaxial with the first and second rotors and form a sliding seal therewith, thereby providing the lobe. For a portion of the rotation before and / or after passing through the recess in the first rotor, an additional temporary chamber is defined between the rotor and the housing to increase or decrease the capacity in stages. The rotary device according to any one of claims 13 to 15, wherein communication with a temporary room between the rotors is performed. ロータリー装置であり:
第1軸の周囲で回転でき、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの凹部を周辺に有する第1回転子と;
前記第1軸と平行な第2軸の周囲で前記第1回転子とは逆の回転が可能であり、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの半径方向ローブを有する第2回転子と;
前記第1回転子と第2回転子の前記湾曲凹部とローブ面との間に画定された容量が段階的に増減する臨時室を生成するために相互合致回転するように結合した第1および第2回転子と;
内部に前記回転子が封入されているハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記内部係合回転子の端面と接合する端面を有し;
前記第1回転子が回転するべく周囲に配置されている固定子シリンダをさらに備え、前記固定子シリンダは中空円筒形部材であり、前記中空円筒形部材は、これに対応する、第1回転子内の寸法の中空円筒形ボア内に取り付けられ、また、この上に配置されたポートを有し、前記ポートを介して、前記固定子シリンダ内部と外部の連通が可能になり;
前記第1固定子内の凹部は、前記回転子内の前記中心ボアと前記凹部の間の連通を可能にする少なくとも1つのポートを有し、前記固定子シリンダ上のポートと、前記回転子上のポートの各々は、前記回転子が前記固定子シリンダに関連して回転すると、前記ポートが周期的に整列できるように構成されている、ロータリー装置。
Rotary device:
A first rotor capable of rotating around a first axis and having at least one recess at its periphery delimited by a curved surface;
A second rotor having at least one radial lobe that is rotatable about a second axis parallel to the first axis and is opposite to the first rotor and bounded by a curved surface;
First and second coupled together to rotate in unison to create a temporary chamber in which the volume defined between the curved recess and the lobe surface of the first and second rotors increases or decreases in stages. With two rotors;
A housing in which the rotor is enclosed, and the housing has an end surface joined to an end surface of the internal engagement rotor;
The first rotor further includes a stator cylinder disposed around the first rotor, wherein the stator cylinder is a hollow cylindrical member, and the hollow cylindrical member corresponds to the first rotor. An internal dimensioned hollow cylindrical bore and having a port disposed thereon, through which the interior and exterior of the stator cylinder can be communicated;
The recess in the first stator has at least one port that allows communication between the central bore in the rotor and the recess, and a port on the stator cylinder and on the rotor Each of the ports of the rotary device is configured such that the ports can be periodically aligned as the rotor rotates relative to the stator cylinder.
前記第1の凹状回転子の前記端面の1つは、前記回転子の少なくとも1つの凹部と連通する少なくとも1つの回転子ポートを有し、前記ハウジングの前記端面の1つは、これに関連した、前記少なくとも1つの回転子ポートと連通するための少なくとも1つのポートを有し、前記凹状回転子のポートとハウジングは、前記回転子の回転中に、前記凹状回転子とハウジングの接合端面の動作によってバルビングされ;
前記凹状回転子は、前記少なくとも1つの回転子ポートを画定する弁部分と、前記少なくとも1つの凹部を画定する主要部分とを含んでおり、この場合、前記弁部分と前記主要部分は前記凹状回転子の軸に沿って並んで配置され、また、前記凹状回転子上の少なくとも1つのポートと、前記ハウジング上の前記少なくとも1つのポートの各々は、前記凹状回転子の軸から半径方向外方へ、前記凹状回転子の凹部の最内限度を越えて少なくとも或る距離で延びている、請求項17に記載のロータリー装置。
One of the end faces of the first concave rotor has at least one rotor port in communication with at least one recess of the rotor, and one of the end faces of the housing is associated therewith And at least one port for communicating with the at least one rotor port, wherein the concave rotor port and the housing operate during the rotation of the rotor at the joint end face of the concave rotor and housing. Is rubbed by;
The concave rotor includes a valve portion that defines the at least one rotor port and a main portion that defines the at least one recess, wherein the valve portion and the main portion are the concave rotation. And at least one port on the concave rotor and each of the at least one port on the housing radially outward from the axis of the concave rotor. 18. The rotary device of claim 17, wherein the rotary device extends at least a distance beyond the innermost limit of the recess of the concave rotor.
ロータリー装置であり:
第1軸の周囲で回転でき、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの凹部を周辺に有する第1回転子を備え、前記第1回転子はその軸に沿って離間した端面を有し;
前記第1軸と平行な第2軸の周囲で前記第1回転子とは逆の回転が可能であり、湾曲面で境界を画した少なくとも1つの半径方向ローブを有する第2回転子をさらに備え、前記第2回転子はその軸に沿って離間した端面を有し;
前記第1回転子と第2回転子の前記湾曲凹部とローブ面との間に画定された容量が段階的に増減する臨時室を生成するために相互合致回転するように結合した第1および第2回転子と;
内部に前記回転子が封入されているハウジングとを備え、前記ハウジングは、前記内部係合回転子の端面と接合する端面を有し;
前記第1の凹状回転子の前記端面の1つは、前記回転子の少なくとも1つの凹部と連通する少なくとも1つのポートを有し、前記ハウジングの前記端面の1つは、これに関連した、前記少なくとも1つの回転子ポートと連通するための少なくとも1つのポートを有し、前記凹状回転子のポートと前記ハウジングのポートは、前記回転子の回転中に、前記凹状回転子と前記ハウジングの接合端面の動作によってバルビングされ;
前記凹状回転子は、前記凹状回転子の前記少なくとも1つのポートを画定する弁部分と、前記少なくとも1つの凹部を画定する主要部分とを有し、前記弁部分と前記主要部分は、前記凹状回転子の軸に沿って並んで配置されており、前記凹状回転子上の前記少なくとも1つのポートと、前記ハウジング上の少なくとも1つのポートの各々は、前記凹状回転子の前記軸から半径方向外方に、前記凹状回転子内の凹部の最内限度を超えて少なくとも或る距離で延びている、ロータリー装置。
Rotary device:
A first rotor that is rotatable about a first axis and has at least one recess bounded by a curved surface in the periphery, said first rotor having end faces spaced along its axis;
A second rotor having at least one radial lobe bounded by a curved surface and capable of rotating in a direction opposite to the first rotor around a second axis parallel to the first axis; The second rotor has end faces spaced along its axis;
First and second coupled together to rotate in unison to create a temporary chamber in which the volume defined between the curved recess and the lobe surface of the first and second rotors increases or decreases in stages. With two rotors;
A housing in which the rotor is enclosed, and the housing has an end surface joined to an end surface of the internal engagement rotor;
One of the end faces of the first concave rotor has at least one port in communication with at least one recess of the rotor, and one of the end faces of the housing is associated therewith, At least one port for communicating with at least one rotor port, wherein the port of the concave rotor and the port of the housing are joined end faces of the concave rotor and the housing during rotation of the rotor Is balbbed by the action of
The concave rotor has a valve portion defining the at least one port of the concave rotor and a main portion defining the at least one recess, the valve portion and the main portion being the concave rotation. Arranged along the axis of the rotor, each of the at least one port on the concave rotor and the at least one port on the housing being radially outward from the axis of the concave rotor. And a rotary device extending at least a distance beyond the innermost limit of the recess in the concave rotor.
別個のロータリー圧縮区間および拡張区間と、これらの各々と連通している入口ポートと出口ポートを具備した燃焼室とを備え、前記圧縮区間と拡張区間の各々は前出の請求項のいずれか1項に記載されたロータリー装置である内燃機関。   A separate rotary compression section and expansion section, and a combustion chamber with an inlet port and an outlet port communicating with each of the compression section and expansion section, each of the compression section and expansion section being any one of the preceding claims. An internal combustion engine which is a rotary device described in the paragraph.
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