JP3619901B2 - Fluid machine driven machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体や液体等の流体を回転する機械との間でエネルギの授受を行なう流体機械の被動機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
科学の発達に伴い、流体機械の被動機も種々開発されて性能が向上してきている。
そして回転する被動機としては、容積形流体機械とターボ形流体機械とがある。
容積形流体機械では、回転ポンプ・回転圧縮機・回転式真空ポンプがあり、ターボ形流体機械では、遠心・斜流・軸流ポンプや遠心・斜流・軸流送風機があり、その他では渦流ポンプ等があり、それぞれ目的によって用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように回転する被動機としては未だ効率は悪く構造も複雑となり小型軽量化が進んでいなく流体機械の被動機として使用上非常に不都合を感じていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような不都合を解消し、構造を簡単にし小型軽量化として効率の良い流体機械の被動機を提供せんとするものである。
ボスにアームを十字状に設け、ピン穴を穿設する円筒の支持部を対応する一方のアーム先端に設け、表面を凸状の緩曲面とした回転板を対応する他方のアーム先端に設け、支持部のピン穴を支点として描く凹曲面の摺動面を回転板両端の裏面に設けた回転体と、
表面を凸状で緩曲面とした板状の本体の両端中央にピン受けを設け、摺動面に対応する凸曲面の摺動面を外面に設けた摺動部を、ピン受けと直交する本体の両端に摺動面を外側にして対称に設け、表面と摺動面の交差面にシールを摺動可能に設けた摺動体を摺動面が常に接しているようピンにて連結してなる回転手段を、
円筒で内周面を任意曲面としたケーシングの外周二ケ所に吸入口を穿設し、軸穴を中央に設けた蓋体で蓋し、吸入口と直角の位置二ケ所に排気口を蓋体に穿設してなる被回転手段内で回転するよう組合せたものである。
【0005】
そしてケーシング18の内周面の任意曲線を図6について説明する。
半径R1の円Kを中心点Oにて描き、その円上の点Eに円Kの直径と同じ長さLの直線ACの中心点を合わせて接線とし、中心点Oと点Eを結ぶ延長線上に中心点Jを持つ半径R2にて点Aと点Cを通る円弧ACを描き、直線OEの延長線と円弧ACの交点を交点Bとする。
そして直線ABの点Aを円弧ACに沿って点Bまで移動すると同時に、点Eは円K上を移動する。そして点Cは曲線を描いて点Dまで移動するときに点Cが描く曲線の外側で描いた平行線が曲面となる。
【0006】
【作用】
回転手段を被回転手段内で回すとケーシングの内周面が円でないため、内周面と回転板の表面及び本体の表面とで作る空間が、狭くなったり広くなったりして変化するのを利用し、狭くなる時に排気を排気口より又広くなる時に吸入を吸入口より出来るようにしている。
そして内周面とシールとの間が押さえ付けたり隙間が出来たりして変動して接しない場合が出来るのを防ぐため、ピンを支点として摺動体が揺動しシールを内周面に押さえるようにし、常に内周面にシールが接しながら回転するようにしている。
このように吸入排気を行う一回転中において、回転板と摺動体は摺動面が常に接していてシールとによって空間が変化してもその気密は保れている。
又コイルスプリングにて、高速回転時に起こる摺動体の自転にて摺動体の両端が揺れ動し内周面にスムーズに沿って回らないのを回るように制御している。
更に、吸入口と排気口をそれぞれ二ケ所にしたことによって、回転手段が一回転で八回の吸入と排気を行なうことが出来る。
【0007】
【実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面について説明する。
図1は回転手段を具体化した回転器具全体を示し、2は回転軸であって、動力伝達装置などに連結している。
3は回転体であって、回転軸2に固設するボス4上の四ケ所に十字状のアーム5a,5bを突設し、対応するアーム5aの先端にボス4と同方向に円筒の支持部6を設けている。
7は回転板であって、表面を一方において中央が厚く両端を薄くなるよう表面7aを曲面とし、両端の裏面に凹曲面からなる摺動面7bを設け、前記アーム5b先端に当該回転板7の表面7aが外側となるよう設けている。
【0008】
8は摺動体であって、板状からなる本体9の表面9aを任意の凸状緩曲面とし、本体9の両端中央にピン受10を設けると共に、摺動面11aを外面に設けた摺動体11をピン受10と直交する本体9の両端に摺動面11aを外側にして対称となるよう設けて箱状を形成し、表面9aと摺動面11aの交点に40°の角度となるよう長溝12を設け盲穴13を長溝12の両端に穿設し、前記支持部6にピン受10を嵌合し摺動面7bと摺動面11aが接し揺動しても外れないようピン14にて設け、当該摺動体8の摺動を可能にしている。
15は長細体のシールであって、前記長溝12に嵌合し盲穴13に嵌入しているコイルスプリングの緩衝材16にて上下動を可能としている。
【0009】
17は被回転手段を具体化した被回転器具を示し、18は円筒のケーシングであって、外周45°で対向する2箇所に排気口19を穿設し、内周面18aは半径R1とし中心点Oにて円Kを描きその円K上の点Eに長さLを円Kの直径とした直線ACの中心を合わせて接線となるよう描く。
そして円Kの中心点Oと点Eを結ぶ延長上に中心点Jを持ち半径R2として点Aと点Cを通る円弧ACを描き、直線OEの延長線と円弧ACの交点を点Bとする。
次に直線ABの点Aを円弧ACに沿って点Bまで移動させると同時に、点Eは円K上を移動させると、点Cは曲線を描き点Dまで移動する。その様に作られる円弧及び曲線を一周させその外側に一定間隔の平行線として描いた曲線が曲面となっている。
【0010】
20はケーシング18の内周面18aと同じ曲線からなり中央に回転軸2受け用の軸穴21を穿設しケーシング18の両側面を蓋す蓋体であって、ケーシング18を蓋した時ケーシング18の排気口19と直角の位置二ケ所に吸入口22を穿設し、締結具23にてケーシング18の両側に吸入口22が向かい合うよう対称に設け、回転体3と摺動体8をケーシング18内に設け軸穴21にて回転軸2を支持し回転器具1の回転を可能としている。
24はコイルスプリングであって、一端をアーム5bに他端を本体9に引張り或は押伸となるよう設けている。
【0011】
【作用】
使用に当っては、回転軸2を回し回転器具1が回転して図7に示すようになると、空間Pは狭くなって排気口19より空気の排気が終わると共に、空間Qは広くなって吸入口22より空気の吸入をはじめる。
そして図7の状態から45°回転して図8に示す状態になると、空間Pは広くなり吸入口22より空気を吸入をし、他方空間Qは狭くなって排気口19より空気を排出する。
更に、45°回転して図9に示す状態になると、空気Pは最広となって吸入口22より空気を最大限に吸入すると共に、排出口19より排出を始める。
他方空気Qは最狭になって排出口19より空気を最大限に排出すると共に、吸入口22より空気の吸入を始める。
【0012】
このように回転器具1の四分の一回転の間に二ケ所で吸入と排気を行なえるので、回転器具1の一回転では八回の吸入と排気を行なうことが出来る。
そして、回転器具1の回転中内周面18aに沿ってシール15が移動するが、その上下動は緩衝材16によって調整され、常にシール15が内周面18aに接していて気密を保っている。
又コイルスプリング24で引張っているため、高速回転にて生じる摺動体8の両端の揺動を制御して、内周面18aに沿ってスムーズに回るようにしている。
なお被回転器具17と回転器具1の側面における気密が特に必要であれば、シールを設けて気密を保つようにしても良い。
【0013】
【発明の効果】
上述の如く本発明は、任意曲線のケーシングからなる被回転手段内に、回転体と摺動体の回転器具からなる回転手段を設けたことによって、回転手段の一回転で八回の吸入と排気が行なえるため吐出量が多く、構造も簡単で軽量小型化が出来製造費も安価に出来且つ液体・気体何れにも使用が可能で経済的である等多くの特徴があり産業利用上非常に優れた発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の一部を破断した正面図である。
【図2】本発明実施例の一部を破断した平面図である。
【図3】本発明実施例の一部を破断した右側面図である。
【図4】図1のA−A断面図である。
【図5】図1のB−B断面図である。
【図6】本発明実施例のケーシング内周面の製作図である。
【図7】本発明実施例の作用状態図である。
【図8】本発明実施例の作用状態図である。
【図9】本発明実施例の作用状態図である。
【符号の説明】
1 回転器具
2 回転軸
3 回転体
4 ボス
5a アーム
5b アーム
6 支持部
6a ピン穴
7 回転板
7a 緩曲面
7b 第1摺動面
8 摺動体
9 本体
9a 緩曲面
10 ピン受
11 摺動部
11a 第2摺動面
12 長溝
13 盲穴
14 ピン
15 シール
16 弾性体
17 被回転器具
18 ケーシング
18a 内周面
19 排気口
20 蓋体
21 軸穴
22 吸入口
23 締結具
24 コイルスプリング
A 点
B 交点
C 点
D 点
E 点
J 中心点
K 円
O 中心点
R1 半径
R2 半径
P 空間
Q 空間
X 外側[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driven machine of a fluid machine that transmits and receives energy to and from a machine that rotates a fluid such as gas or liquid.
[0002]
[Prior art]
With the development of science, various fluid machine driven machines have been developed and their performance has been improved.
The rotating driven machine includes a positive displacement fluid machine and a turbo fluid machine.
Positive displacement fluid machines include rotary pumps, rotary compressors, and rotary vacuum pumps. Turbo fluid machines include centrifugal, mixed flow, and axial flow pumps, and centrifugal, mixed flow, and axial flow fans. Etc., which are used for different purposes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The rotating machine thus driven is still inefficient and has a complicated structure, has not been reduced in size and weight, and has been very inconvenient for use as a driven machine for a fluid machine.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is intended to solve such disadvantages, and to provide an efficient fluid machine driven machine that is simple in structure and reduced in size and weight.
A boss arm is provided in a cross shape, a cylindrical support part for drilling a pin hole is provided at the corresponding one arm tip, and a rotating plate having a convex, gently curved surface is provided at the corresponding other arm tip, A rotating body provided with a concave curved sliding surface drawn on the support plate pin hole as a fulcrum on the back of both ends of the rotating plate;
A body with a pin support at the center of both ends of a plate-shaped body with a convex and gentle curved surface, and a sliding part with a convex curved sliding surface corresponding to the sliding surface on the outer surface. The sliding body is provided symmetrically on both ends of the sliding surface with the sliding surface on the outside, and a sliding body provided with a seal slidable on the crossing surface of the surface and the sliding surface is connected by pins so that the sliding surface is always in contact. Rotating means
Cylinder with an inner peripheral surface of an arbitrary curved surface. Two suction holes are drilled on the outer periphery of the casing. The cover is covered with a lid with a shaft hole in the center. The exhaust port is closed at two positions perpendicular to the suction port. Are combined so as to rotate within the rotated means formed by drilling.
[0005]
An arbitrary curve on the inner peripheral surface of the
A circle K having a radius R 1 is drawn at the center point O, and the center point of the straight line AC having the same length L as the diameter of the circle K is combined with the point E on the circle to make a tangent line. an arc AC passing through the point a and the point C at radius R 2 having a center point J on the extension line to the intersection of the extension line and the arc AC linear OE intersection B.
Then, the point A on the straight line AB moves along the arc AC to the point B, and at the same time, the point E moves on the circle K. When the point C draws a curve and moves to the point D, a parallel line drawn outside the curve drawn by the point C becomes a curved surface.
[0006]
[Action]
When the rotating means is rotated in the rotated means, the inner peripheral surface of the casing is not a circle, so the space created by the inner peripheral surface, the surface of the rotating plate, and the surface of the main body changes as it becomes narrower or wider. It is used so that when it becomes narrower, the exhaust can be sucked from the exhaust port and when it becomes wider, it can be sucked from the suction port.
In order to prevent the case where the inner peripheral surface and the seal are pressed against each other or a gap is formed and the contact does not fluctuate, the sliding body swings with the pin as a fulcrum so that the seal is pressed against the inner peripheral surface. Therefore, the seal always rotates while contacting the inner peripheral surface.
Thus, during one rotation of performing intake and exhaust, the rotating plate and the sliding body are always in contact with the sliding surface, and the airtightness is maintained even if the space is changed by the seal.
Also, the coil spring is controlled so that both ends of the sliding body are swung due to the rotation of the sliding body during high-speed rotation and does not rotate smoothly along the inner peripheral surface.
Furthermore, by providing two suction ports and two exhaust ports, the rotation means can perform eight intakes and exhausts by one rotation.
[0007]
Embodiment
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an entire rotating device embodying a rotating means, and 2 is a rotating shaft, which is connected to a power transmission device or the like.
[0008]
[0009]
17 shows the target rotation device embodying the driven rotating means, 18 is a cylindrical casing, an
Then an arc AC passing through the point A and point C as the radius R 2 has a center point J on an extension line connecting the center point O and the point E of the circle K, and the point B of intersection of the extension line and the arc AC linear OE To do.
Next, when the point A of the straight line AB is moved along the arc AC to the point B, and at the same time the point E is moved on the circle K, the point C moves along the curve and moves to the point D. Curves drawn as parallel lines at regular intervals around the circular arcs and curves created in this way are curved surfaces.
[0010]
A
[0011]
[Action]
In use, when the rotating shaft 1 is rotated and the rotating device 1 is rotated to the state shown in FIG. 7, the space P becomes narrower and the exhaust of air from the
Then, when the state rotates by 45 ° from the state shown in FIG. 7 to the state shown in FIG. 8, the space P becomes wider and air is sucked from the
Furthermore, when it rotates 45 degrees and it will be in the state shown in FIG. 9, the air P will become the widest and will inhale the air from the
On the other hand, the air Q becomes the narrowest and discharges the air from the
[0012]
In this way, since suction and exhaust can be performed at two locations during a quarter of the rotation of the rotating device 1, eight times of suction and exhaust can be performed in one rotation of the rotating device 1.
And while the seal |
Since the
If airtightness is particularly required on the side surfaces of the rotated
[0013]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rotating means including the rotating body and the rotating body of the rotating body is provided in the rotating means including the casing of the arbitrary curve, so that the suction and exhaust are performed eight times by one rotation of the rotating means. It has a lot of features such as high discharge rate, simple structure, light weight and small size, low manufacturing cost, can be used for both liquid and gas, and economical. Invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view, partly broken, of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view in which a part of the embodiment of the present invention is broken.
FIG. 3 is a right side view in which a part of the embodiment of the present invention is broken.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 6 is a manufacturing drawing of the inner peripheral surface of the casing according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an operational state diagram of the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an operational state diagram of the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an operational state diagram of the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
表面を凸状の緩曲面とした板状の本体の両側面中央にピン受けを設け、第1摺動面に対応する凸曲面の第2摺動面を両端外面に設けた摺動部を、ピン受けと直交する本体の両端に第2摺動面を外側にして対称に設け、緩曲面と摺動面の交差面にシールを摺動可能に設けた摺動体を第1摺動面と第2摺動面が常に接しているようピンにて連結し、コイルスプリングを他方のアームと本体間に引張り或は押伸するよう設けてなる回転体と摺動体の組立体を、
円筒で内周面を任意曲面としたケーシングの外周二ケ所に排気口を穿設し、軸穴を中央に設けた蓋体で蓋し、排気口と反対の位置二ケ所に吸気口を蓋体に穿設してなるケーシングと蓋体内で回転するよう組合せたことを特徴とする流体機械の被動機。A boss arm is provided in a cross shape, a cylindrical support for drilling a pin hole is provided at the tip of the corresponding arm, and a rotating plate with a convexly curved surface is provided at the tip of the other arm. A rotating body provided with concave first curved surfaces drawn on the back surfaces of both ends of the rotating plate, with the pin hole of the support portion as a fulcrum,
A sliding part provided with pin holders at the center of both side surfaces of a plate-like main body having a convex gentle curved surface, and provided with a second curved sliding surface corresponding to the first sliding surface on both outer surfaces, A sliding body provided symmetrically with the second sliding surface on both ends of the body orthogonal to the pin support and having a slidable seal on the intersecting surface of the gently curved surface and the sliding surface is provided between the first sliding surface and the first sliding surface. (2) An assembly of a rotating body and a sliding body, which is connected by a pin so that the sliding surface is always in contact, and is provided so as to pull or extend a coil spring between the other arm and the main body,
Exhaust ports are drilled at two locations on the outer periphery of the casing with a cylindrical inner peripheral surface. The lid is covered with a lid with a shaft hole in the center, and the intake ports are positioned at two locations opposite to the exhaust port. A fluid machine driven machine, characterized in that the casing is formed so as to rotate within the lid.
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