JP4392356B2

JP4392356B2 - コンプレッサ、モータ、ポンプ、内燃エンジンとして動作するようになされた装置

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Publication number: JP4392356B2
Application number: JP2004571055A
Authority: JP
Inventors: カマス，ダス，アジー
Original assignee: カマス，ダス，アジー
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: HK1090402A1; BR0318311B1; MXPA05011374A; WO2004094787A1; BR0318311A; JP2006515397A; CA2564973C; EP1616078A1; IL171444A; CA2564973A1; US7793636B1; CN1771381A; AU2003249572B2; US7431007B2; AU2003249572A1; UA84421C2; KR100958452B1; NZ543438A; NO20055488L; KR20060015522A

Description

本発明は一般に、コンプレッサ、ポンプ、モータ計測機器または内燃エンジン、として動作するようになされたロータリー装置に関し、特に径向き羽根型ロータリー流体処理器は、２枚のスリーブ部が互いに対して独立するように取り付けられ、これら羽根間の相対的な運動を用いて熱力学ガスサイクルを達成することを特徴とする、径向き羽根型ロータリー流体処理器に関する。

発明の目的

本発明の目的は、本願明細書に記述される部分を用いてコンプレッサその他に見られる従来の内部圧縮エンジンのような典型的なガスサイクルを達成することである。さらに装置内のこれらの部品とその配置は、一組のカム従動節、時間計測器の動きにより、その動作中に異なったガスサイクルを達成することができる。

コンプレッサ、ポンプ、モータ計測機器または内燃エンジンとして動作するようになされたロータリー装置は、２つの同様の羽根、２つの中空円筒形スリーブ、中空円筒形ライナー、カムおよび関連した連係部、結合部、シャフト、クラッチ、ブレーキ装置を備える。かかる羽根部で、それぞれのスリーブに１枚ずつ羽根がスリーブの湾曲面上に取り付けられる。羽根は各スリーブの端部の一方に、スリーブの局面に対して放射状に伸び、これにより羽根面の半分はスリーブ端部から突出し、羽根を取り付けられた端部は、角度をつけられた羽根に隣接して、これゆえに羽根部は常時画定した角度により互いに配置される。スリーブは、その端部表面の中央を通過する軸が１つの線上にくるように配置がなされる。羽根がスリーブ上に取り付けられる曲線表面により、隣接する羽根およびスリーブがこの軸を中心に回転することができる。ライナーが設けられているが、このライナーはエンクロージャとともにスリーブ面を形成する。ライナーの内面は軸を中心に回転しながら、羽根端部により掃引された経路に沿って輪郭がつけられている。羽根はライナー内部に形成されたエンクロージャを２つの封止されたチャンバに分割する。エンクロージャはエンクロージャ外部の空間から封止されている。かかる２つのスリーブは、カムにより動作される連結装置手段によりシャフトに連結されたり、連結から開放されたりする。かかるカムはスリーブ上に配置されてスリーブにより駆動される。かかるカムは、それぞれの羽根があらかじめ決められた位置に交互に配置されるとともに、この羽根部が遊離されて画定された角度を介して交互に回転するように、ブレーキ装置を始動する。かかるカムにより両方の羽根は、画定された角度を介して同時に回転することができるとともに、羽根が分離されて同時にまたは単独で回転する角度を画定することができる。

まず部品類およびその配置と機能について記述を行い、簡略化された幾何学図を参照に図説を行なって、理解を容易にするようにした。後者の機械の部品類については詳細に説明を行なう。

基本となる部分は１スリーブ、２ライナー、３羽根、４カム、５結合部である。

スリーブ
スリーブは２個あり、中空シリンダの外径「ｄ」、長さ「L」、厚み「ｔ」によりこのスリーブを示す。以降、本願明細書においてこの２つのスリーブはＳ１およびＳ２とする。図１にスリーブを示す。

ライナー
環状カバープレートカバープレートを両端部に有する、内径「Ｄ」、長さ「Ｌ」、厚み「Ｔ」である中空シリンダにより、ライナーが図示されている。カバープレートは径「ｄ」の孔を有する。（孔径はスリーブの外径のためＡＭＥ値である）図２にはライナーを示す。

羽根
羽根は２つあり、羽根は長さ「Ｌ」および幅「ｒ」の、ｒ=（Ｄ-ｄ／２となる矩形面により示される。以降、本願明細書においてこの２つの羽根は図３で示されるようにＶ１およびＶ２とする。

Ｖ１、Ｖ２の（長さ「Ｌ」の）一端部の半分の長さ方向はＳ１、Ｓ２上にそれぞれしっかりと固定されており、このため、
ａ）Ｖ１、Ｖ２の表面部の面はＳ１、Ｓ２に対して輻射状である。
ｂ）Ｖ１、Ｖ２はＳ１、Ｓ２の２つの端部のうちの１つに取り付けられている。
ｃ）固定端部の半分の長さ方向部はスリーブ端部の外側に突出している。

Ｖ１、Ｓ１の架装取付部は本願明細書においてＶＳ１とする。Ｖ２、Ｓ２の架装取付部は本願明細書においてＶＳ２とする。図４に羽根およびスリーブ架装取付部を示す。

ＶＳ１およびＶＳ２は以下のようにライナーに取り付けられている
ａ）Ｖ１およびＶ２はライナー内部に位置する。
ｂ）２つの羽根部の３つの端部（スリーブにしっかりと固定された１つ以外）はライナーの内面に接触する。
ｃ）羽根端部の半分の長さ（スリーブ端部から突出する部分）は対向するスリーブの外部曲線表面に接触する。
ｄ）スリーブの端部表面によりライナー内部が互いに接触する。
ｅ）両スリーブの長（１-Ｌ／２）はライナーの端部カバープレート孔から突出する。
ｆ）ライナーＳ１およびＳ２の環状端部中央部を通過する軸は同一直線上にある。以降、本願明細書においてこの軸を中心軸とする。

図５は、ライナー、羽根、スリーブ架装取付部を等角投影した直線図を示す。

ＶＳ１およびＶＳ２はライナーの内部の空間を２つの部分に分ける。これにより仮定されることは、
ａ）これらの２つの空間は互いに隔絶されるとともに、スリーブの環状空間を隔絶するものであるため、羽根部側から流体が漏れることがなく、スリーブの端部表面を介して漏れることもなく、ライナー内部で互いに接触する。
ｂ）ライナー内部の空間は、ライナー外部の空間から隔絶されている。

本願明細書において羽根部の右側（時計回りの側）上の空間は羽根上の空間と示し、同様に、羽根部の左側（反時計回りの側）上の空間は羽根下の空間と示すものとする。

図６は、ライナー、（動径方向の線により示された羽根を有する）ＶＳ１、ＶＳ２架装取付部の側面を示す簡略直線図である。

図６に示されるような羽根を有するライナーの側面を示す簡略直線図を参照にしながら、本願装置の種々の部品の機能を以下に説明する。

初期位置
初期においてはＶ１、Ｖ２は２つのアルファ度により以下のように配置される。
ａ）Ｖ１、Ｖ２が垂直面の両側上にある。
ｂ）垂直面はＶ１、Ｖ２との間の包括的な角度を２分割する。

本願明細書においてＶ１の初期位置は位置Ｘとするとともに、Ｖ２の初期位置は「位置Ｙ」とする。図７にこれらを図示する。

ＶＳ１はその中心軸の周りを時計方向に回転する。

これによりＶ１の前の空間の大きさを減少させることになるとともにＶ１の後ろの空間の大きさを増加させることになり、このようにしてこの空間にある気体は全てそれぞれ圧縮されるか、あるいは希薄化される。この圧縮および膨張により、熱力学ガスサイクルの一部が形成される。図８はこれを図示するものである。

ＶＳ１は（３６０−４アルファ）度で回転するとき、定位置にあるとされ、これを以降「位置Ｚ」とする。この位置を得ると、ＶＳ１およびＶＳ２は両方とも回転する。図９にはこれを図示する。

ＶＳ１およびＶＳ２がそれぞれ位置Ｙおよび位置Ｘに達すると、ＶＳ１は回転を止め、ＶＳ２は回転を続ける。

図１０にはこれを図示する。

ＶＳ１同様に、ＶＳ２が位置Ｚを得ると、ＶＳ１およびＶＳ２は両方とも、位置Ｘおよび位置Ｙをそれぞれ得るまで回転する。

図１１および図１２にはこれを図示する。

ＶＳ１が回転を開始すると、全体的なサイクルが繰り返される。

羽根をこのような態様で連続的に回転させると、２つの羽根は同時に、２つの羽根のいずれかが３６０度回転するごとに位置Ｘ、位置Ｙ、位置Ｘに交互に位置する。羽根は回転するごとに１回初期位置をとり、これによりインジェクタ、弁／ポートその他などの附属品類が、ライナー上の固定され、画定された点に配置されるのが容易になる。

位置Ｘおよび位置Ｙで羽根の間に捕われた圧縮空気に熱を加える。

Ｖ１とＶ２との間の２つのアルファの包括的な角度は特に重要なものである。というのもこの角度は羽根と羽根との間を常時分離する最小角度であるからである。（すなわち羽根は他の羽根部から２アルファの角度であるとともに２アルファ以上の角度である位置に達することができる。）この分離角度は圧縮率を画定する。この角度を変更することにより圧縮率は変化できる（ここでライナー内部の量およびスリーブの外径は一定に保つ）。

従来の吸込部（取入れ口）、吐出部（排出部）／弁、ポート／燃料インジェクタ、（点火プラグ）をライナー上の適切な点に配置することにより、装置はコンプレッサまたは内燃エンジンまたはモータとして動作する。

前述の羽根部の動き及び連続ロータリー出力部のパターンは以下の構成部品により達成される。
６）シャフト
７）カムおよび関連した連係部
８）滑動摩擦クラッチ
９）ブレーキバンドシャフト

シャフト
シャフトは長さが「Ａ」および径が「Ｂ」であり、ここで「Ａ」＞「L」および「Ｂ」の２倍＜｛「ｄ」−「ｔ」｝である。（ここで「L」、「ｄ」、「ｔ」はスリーブ寸法である。）シャフトはスリーブ内の中空環状空間を通過して端部から突出する。図１３はこれを図示するものである。

カム
２つのカムを各スリーブ上にそれぞれ取り付ける。

カムはスリーブと同心であり、軸歯形はネガ型であるとともに、その端部は中央に４アルファの角度となる。Ｓ１、Ｓ２上に取り付けられたカムをそれぞれＣ１、Ｃ２とする。Ｃ１の軸歯形を２等分する面は羽根部Ｖ１の面と平行である。

同様に、Ｃ２の軸歯形を２等分する面は羽根部ｖ２の面と平行である。図１３ａはこれを図示するものである。

カム従動節、スリーブをシャフトと係合したり解放したりするための結合部を動作するものであり、同時にスリーブを保持したり開放したりするためにブレーキバンドを動作させるものである。

カム動作の説明を行なう。ｖ１が位置Ｘにあるとき、Ｃ１の従動節は軸歯形から出て、シャフトからＳ２を解放するとともに、ブレーキバンドを係合して、Ｓ２を静止状態にする。Ｖ１が位置Ｚに達すると、Ｃ１の従動節はＳ２の軸歯形部開放ブレーキ上にのって、このブレーキをシャフトと係合する。これによりスリーブは双方とも回転する。

Ｖ１のブレーキバンドは静止状態におかれると、この時点では、Ｃ１の従動節は軸歯形中央部にある。すなわち軸歯形部を２等分する線上にある。このプロセスが繰り返されて、前述されるように所望のＶＳ１およびＶＳ２の運動が達成される。

軸歯形角度が角度２アルファ度を画定する、すなわち羽根部を分離する最小角度は、軸歯形の最初と最後がカムの中心部を形成する角度に等しいことがわかる。この軸歯形角度が大きくなると、圧縮率を下げ、反対に軸歯形角度が小さくなると、圧縮率を上げる。カムは軸歯形の角度が徐々に大きくなるように成形され、このようにしてカム従動節を中心軸に沿って移動させ、これにより圧縮率の変動をもたらす。

図１３ｂはカムを図示するものである。

滑動摩擦クラッチ
滑動摩擦クラッチは２つあり、シャフト上のそれぞれの端部に１つずつクラッチが取り付けられる。摩擦クラッチは内径に溝孔を有し、シャフト上の同様のスプライン上に滑動的に嵌合する。図１４は滑動摩擦クラッチの形状および特性を示すものである。スリーブ端部面は円錐状に成形されて、滑動摩擦クラッチの円錐形の面を受ける。すなわち円錐体の角度と等しい。（スリーブとはネガ型で、滑動摩擦クラッチとはポジ型である。）クラッチが結合部により押下されると、スリーブに反してカムにより動作され、スリーブとクラッチ表面との間の摩擦はシャフトおよびスリーブと係合する。

ブレーキバンド
ブレーキバンドまたは従来のラチェット装置の手段による押し込み式締付けの手段を用いてスリーブが静止状態にあるときに固定する。

ブレーキバンドは内面上に摩擦パッドを敷かれた帯であり、スリーブ面に小さい作業空間を有する。ばね力に対するレバーが空間を保持する。

弁
本願で用いられる弁は従来のピストン式ＩＣエンジンで用いられるものと同様である。ライナーのカバープレート端部の円は弁／ポートを図示する。

エンジンパーツは、単一ストロークまたは２ストロークエンジンのいずれにも用いられるように配置されてもよい。

ａ）単一ストローク
ライナー上には２つの弁が、一方は吸込部に、そしてもう一方は排出部に取り付けられており、ベータの角度により角度的に配置されている。排気弁は羽根の背後で位置Ｘにおいて、および羽根の前方で位置Ｙにおいて配置されている。弁は開閉してライナー内部の空間とライナー外部の空間とを連通する。カムおよびカム従動子により動作される結合部がこれらの弁を開く。

ステップ−１）
初期においてはＶ１およびＶ２はそれぞれ位置Ｘおよび位置Ｙにある。これについては図１７を参照されたい。同図はまた、ライナー上に取り付けられた排出弁および吸気弁を示す。吸込部および排気弁は閉位置にある。

Ｖ１が回転すると、Ｖ１の前にあるガスが圧縮される。

ステップ−２）
Ｖ１がシータの角度を位置Ｚにする位置に達すると、排出弁および吸気弁が開く。以降、この羽根の位置を位置Ｚ１とする。角度シータにより、羽根部が吸気弁を過ぎて回転し、回転する羽根部の前方の空間が吸気弁から封止される。これについては図１８を参照されたい。

ステップ−３）
Ｖ１が位置Ｚに達すると、吸込弁および排出弁が閉じられる。

これについては図１９を参照されたい。

ステップ−４）
ここで羽根は両方とも回転し、かつＶ１およびＶ２はそれぞれ位置Ｙおよび位置Ｘに達する。これについては図２０を参照されたい。

この時点において（従来のＩＣエンジンと同様に）圧縮ガスに熱を加える。
インジェクタ／点火プラグは位置Ｘと位置Ｙとの間のライナー上に配置される。
ここでＶ２が回転し、Ｖ２の後方のガスは膨張し、Ｖ２の前方のガスは圧縮される。膨張するガスはＶ２を押し、これがＶ２の動力ストロークとなる。

ステップ−Ｓ）
Ｖ２が位置Ｚ１に達すると、排出弁および吸気弁が開く。Ｖ２上の空間内の排出部は掃気されて新鮮な給気が導入される。これについては図２１を参照されたい。

ステップ−６）
このプロセスは図２２に示されるように、Ｖ２が位置Ｚに達し、排出弁および吸気弁が閉じられるまで行なわれる。

ステップ−７）
Ｖ２、Ｖ１は両方とも回転して、それぞれ位置Ｙ、位置Ｘに達する。

このように初期の位置にあるとき、Ｖ２は静止状態になされる。ここでｖ２の前方の圧縮ガスへの加熱がなされる。これについては図２３を参照されたい。

ここでＶ１の動力ストロークが開始される。

ステップ１からステップ７が連続的に繰り返される。

垂直面に対する弁の位置、羽根の初期位置、角度アルファおよびシータならびにライナー内の空間量は、圧縮されたガスまたは可燃性ガス給気（圧縮および膨張は断熱的なものとする。）が、従来のＩＣエンジンに見られるような自己点火またはスパークにより、自発的点火をもたらすことができるようなものである。

ｂ）２ストローク
弁は２つあり、１つはライナー上の吸込部に、もう１つはライナー上の排出部に、角度ガンマで配置され取り付けられている。

吸気弁は羽根部が外側の位置Ｘにあるとき、羽根部の後ろ側の空間にある。カムおよびカム従動子により動作される結合部が弁を開く。

これらのメカニズムのそれぞれを理解するために、２つの吸込弁および２つの排気弁を図示した。これらの弁はそれぞれＳｕ１、Ｓｕ２、Ｅ１、Ｅ２とする。

ステップ−１）
初期においてＶ１、Ｖ２はそれぞれ位置Ｘ、位置Ｙである。これについては図２４を参照されたい。

ここでＶ１の回転が開始されると同時にＳｕ１が開く。この時点において残る弁は全て閉じている。この回転によりＶ１の背後にもたらされた真空は給気を吸引する。

Ｖ１の前方のガスは圧縮される。

ステップ−２）
Ｖ１が位置Ｚに達すると、ＳＵ１が閉じられる。これについては図２５を参照されたい。

ステップ−３）
ここでＶ１、Ｖ２はそれぞれ回転して位置Ｙおよび位置Ｘに達する。

ここでライナー内部の圧縮ガスが加熱される。（給気の点火）Ｖ１は停止し、Ｖ２は回転する。これは図２６で示されるようにｖ２の動力ストロークである。

ステップ−４）
Ｖ２が回転すると、Ｖ２の前方のガスが圧縮される。Ｖ２は図２７に示されるように位置Ｚに達する。

ステップ−５）
Ｖ２、Ｖ１の両方が回転し、それぞれ位置Ｙおよび位置Ｘに達する。ここでＶ２の前方の圧縮されたガス（給気の点火）に加熱が行なわれる。ここでＥ２は図２８に示されるように開く。

Ｖ１は回転し、Ｖ２は静止状態である。Ｖ１の後方のガスは膨張し、（Ｖ１の動力ストローク）Ｖ１の前方のガスは放出される。（熱拒否が起こる）

ステップ−６）
Ｖ１が位置Ｚに達すると、Ｅ２は閉じる。これについては図２９を参照されたい。

ステップ−７）
Ｖ１、Ｖ２の双方がそれぞれ位置Ｙ、位置Ｘに達する。この時点においてＥ１およびＳｕ２が開く。ここでＶ１が停止し、Ｖ２が回転する。

Ｖ２はここで図３０に示されるように前方のイグゾーストを放出するとともに、後方の給気を吸入する。

ステップ−８）
Ｖ２が位置Ｚに達すると、Ｅ１およびＳｕ２は図３１に示されるように閉じられる。

ステップ−９）
Ｖ１およびＶ２はそれぞれ回転して位置Ｘおよび位置Ｖ、すなわち、初期位置に達する。このようにしてステップ１からステップ９が繰り返される。

ライナー内部の体積、分離される最終角度が変更されると、圧縮率に変化をもたらす。

上述のエンジン弁の両方の型はカムで動作される結合部により開閉される。弁の機能は羽根の位置に依存するものであるため、それぞれの羽根部の独立したカムはそれぞれのスリーブ上に取り付けられ、あるいは別のシャフト上に取り付けられて、それぞれのスリーブにより駆動される。

図３２ａは単一ストローク型エンジンの吸込弁および排気弁を動作するためのカムを示す。図３３は２ストローク型エンジンの吸込弁および排気弁を動作するためのカムを示す。図３２ｂは弁および位置カムを動作するためのカムの概略図を示す。

単一ストロークエンジンのカム
２つのカム、すなわち「Ｃａ１」および「Ｃａ２」はそれぞれＳ１およびＳ２に配置されている。Ｃａ１はＶ１が回転すると、吸込弁および排気弁を開閉するために結合部を始動し、Ｃａ２はＶ２が回転すると、吸込弁および排気弁を開閉するために結合部を始動する。

各カムには２つの軸歯形部が軸方向に配置されているため、全面的に回転している間、軸歯形部により掃引された経路は、もう一方の軸歯形部の掃引により掃引された経路と交差したり、妨害したりすることはない。

軸歯形部によりシータの角度はカムの中央部になる。

カムのカム従動子は、羽根部が位置Ｚ１に達すると、この羽根部が軸歯形部を徐々に越え、これにより弁を始動するように配置される。２つの同様なカムがあり、これらは燃料ポンプを動作する。

２ストロークエンジンのカム
２つのカム、すなわちＣｆ１およびＣｆ２がある。

カムは互いに独立した２つのシャフト上にしっかりと固定される。Ｃｆ１が取り付けられたシャフトはＳにより駆動される。Ｃｆ２が取り付けられたシャフトはＳ２により駆動される。各弁が７２０度回転するごとに１度、スリーブの速度の半分の速度でシャフトが駆動される。２つのカムはそれぞれ２つの軸歯形部を有する。各カムには２つの軸歯形部が軸方向に配置されているため、全面的に回転している間、軸歯形部により掃引された経路は、もう一方の軸歯形部の掃引により掃引された経路と交差したり、妨害したりすることはない。

軸歯形部によりシータの角度はカムの中央部になる。

弁の軸歯形部により（１８０−２アルファ）度の角度はカムの中央部になる。カムの従動節は羽根が垂直（すなわち位置Ｘからアルファの角度）であるように配置されていると、この従動節は軸歯形部の始端から半アルファ度で角度をつけられて配置される。

羽根が動力ストロークを受けて位置Ｖに達したときにはじめて排気弁が開き、羽根部は、軸歯形部が吸気弁のために軸歯形部の端部から（１８０＋アルファ）度にある位置になるまで開いたままである。これについては図３３を参照されたい。

２つの同様なカムは、Ｃｆ１およびＣｆ２を有するシャフト上に配置された燃料ポンプを動作する。

これよりパーツの詳細な説明を行なう。

図３４ないし図５１には、パーツおよびパーツの取付配列および取付部の分解立体図が図示されている。

スリーブ
前述されたスリーブは中空シリンダであるが、その一方の端部にはより大きい径の段差を有する。より大きい径の端部面は４分の１部の環状中空リングを形成するように湾曲されて他の端部面は滑動摩擦クラッチの端部面と同様に円錐状に成形されている。より大きい径湾曲面は２つの凹部を有する。図３４Ａには凹部のないスリーブが示されており、図３５には凹部を有するスリーブが示されている。

羽根部
前述されたように、羽根部は２つあり、各スリーブに１つずつしっかりと固定されて、ライナー内部でスリーブとともに回転する必要がある。前述されたように、羽根部は回転中にライナー内部の体積を掃引する必要がある。

羽根部は「ｈ」より小さい径の環状プレートから構成される。羽根部は帯部に取り付けられており、帯部はライナーで覆われずに残った、スリーブの湾曲した表面部にしっかりと固定されている。溝部を有する２つのピストンは、羽根プレートの対向する側の羽根部に取り付けられている。ピストンリングは従来のＩＣエンジンで用いられているように、溝部に取り付けられている。ピストンリングはライナーの内部表面に対して押下されている。これについては図３６を参照されたい。

ライナー
ライナーは中空環状円環／リング（環状断面の管は曲げられその端部は結合されて、中空環状リングを形成する）の形状である。ライナー中空（管径）の内径は「ｈ」である。

ライナーは取り付けおよび取り外しが容易なようにその外部および内部の半分が分割されている。内部の半分はさらに２つの４分の１部に分割される。外部半体および内部の４分の１部はさらに分割される。

外部および内部の半体は段差を有して、内面がその端部で部分的に重なるようにする。薄い研摩された帯部が境界面に取り付けられて操作中に互いに摩擦しあう。帯部が対面して接触するためライナー内部の空間を外部の空間から封止する。

端部は互いに部分的に重ねあうために段差がつけられる。端部には間隙が設けられて熱膨張を補償する。端部はジグザグになされ、これゆえ（ライナー内面に対して押下している）ピストンリングは羽根部が回転している間、端部を滑らかに通過する。図３７はライナーを示す。

図３８はライナーの一部を示す。

図３９は分割された端部の一部を示す。

ライナーの４分の１部のうちの１つはスリーブ上に取り付けられる。ライナーの外部面はスリーブ端部面の湾曲した面と同一平面である。スリーブ上に取り付けられた４分の１部は、羽根が適合する小さい帯部を除き、スリーブの湾曲した全ての面を覆う。ライナーおよび羽根はスリーブの湾曲した面に取り付けられ、凹部はライナーで完全に覆われる。ここで凹部は冷却流体を入れるためのポケットを形成する。ポケットは連通してスリーブ内のラインの孔を供給するとともに復帰させる。

図４０はスリーブおよびライナーの内部４分の１取付部を示す分解等角図である。

図４１はスリーブ、羽根およびライナーの内部４分の１取付部を示す分解等角図である。

図４２は羽根部が定位置に配置された２つのスリーブおよびライナーの内部４分の１取付部を示す分解等角図である。

図４３はスリーブ、羽根およびライナーの内部４分の１取付部を示す等角図である。
羽根の溝部の動径方向の面と面との間の角変位は、溝部に嵌合されたリングがライナーの内部４分の１に対して押下し同様のスリーブに嵌合し、このスリーブ上には羽根部が嵌合されるが、これはすなわちスリーブ上に嵌合された羽根の溝部と溝部との間の距離であり、スリーブ上のライナー内部４分の１の部分により覆われずに残った帯部の幅より大きい。

ライナーの外部半体および内部４分の１の部分は分割線に沿ってフランジがつけられる。内部４分の１の部分のフランジはスリーブの対応する表面部にのせられている。ダウエルピンはスリーブ面上で操作中に抜け落ちることがないようにライナー内部４分の１の部分を固定する。ダウエルピンは一方の端部のみに設けられて、他方の端部が操作中に自由に膨張するようになされる。

ライナーの外部半体は内部半体を越えて配置され、外部半体はケーシングの内部で密閉されている。

ケーシングはフランジで締結具により保持されている。

外部半体のフランジはさらに延在してスリーブ上の段差と平行なフランジを設ける。

フランジはボルトに嵌合されて、滑動リングをスリーブ上の段差に対して押下する。

このようにして２つのスリーブは互いに押し付けあう。（ローラを滑動リングとスリーブとの境界面に設けて摩擦を減少させてもよい。）

図４４は、スリーブ、羽根、ライナー内部半体取付部にわたるライナー外部半体および滑動リングを示す分解等角図である。

図４５は前述の図面の構成部品およびそのケーシングを示す分解等角図である。

図４６はスリーブ上のカム架装取付部を動作させるカムおよび弁を示す等角図である。

図４７はスリーブ上に取り付けられ、カム弁がカムを動作し、燃料ポンプがカムを動作する完全な羽根組立体を示す等角図である。

図４８は、図４７に示された取付部上のライナー外部半体の２つのパーツを有する装置を示す上面図である。

図４９は前記に図示されたシャフトおよび滑動摩擦クラッチを有する構成部品の配列を示す正面図である。

図５０はケーシングが定位置に配置された装置を示す等角図である。

図５１は２ストロークエンジンで見られるようにシャフトを配置した装置を示す側面図である。

利点
ロータリーＩＣエンジンは多くの利点を有する。
１．カムのカム従動子が滑動することにより、操作中の圧縮率の変更が可能である。
２．慣性力の反転がない。
３．カム軸歯形ｗ．ｒ．ｔのカム従動節を角度的に配置するエンジンを容易に反転することが可能であり、これによりギア装置を省くことができる。
４．シャフトが長いため、シャフト自体の重量がはずみ車として機能できる。
５．エンジンのサイズは、同様の電力出力部を有する従来のエンジンより大幅に小さい
６．大きい潤滑油スランプを保全する必要がない。
７．羽根部がしっかりとスリーブに固定されているので、従来のＩＣエンジン内のライナーのピストンに見られるような羽根部のスラップがない。これによりノイズおよび振動レベルを抑えることができる。

スリーブの立面および側面の簡略図を示す。ライナーの立面および側面の簡略図を示す。羽根部の立面および側面の簡略図を示す。羽根およびスリーブ架装取付部を示す簡略図である。ライナー、羽根、スリーブ組立体を示す簡略図を示す。ａ）ライナーライナー、羽根、スリーブの直線図を示す簡略図である。２つのアルファ角を間に含んだｖ１とｖ２の初期位置を示す簡略図である。ｖ１の初期運動の直線図を示す簡略図である。ｖ１がｚの位置にある直線図を示す簡略図である。ｖ１がＹの位置、ｖ２がＸの位置にそれぞれある直線図を示す簡略図である。ｖ１およびｖ２が同時にＹの位置、Ｘの位置のそれぞれの位置から移動することを示す簡略図である。ｖ１およびｖ２が同時にＹの位置、Ｘの位置のそれぞれの位置（初期位置）にあることを示す簡略図である。スリーブの中空環状空間内に配置されたシャフトを示す簡略図である。スリーブ上に取り付けられたカムを示す簡略図である。ａ）ＦＬ１−カムＣ１の従動節であり、ｂ）ＦＬ２−カムＣ２の従動節である。典型的な羽根位置調整ＣＡＭを示す直線図である。滑動摩擦クラッチを示す。ａ）ＳＬはスプラインであり、ｂ）Ｆｐは摩擦パッドである。単一ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。単一ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。単一ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。単一ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。単一ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。単一ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。単一ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。ａ）ＥｘＶは排気弁であり、ｂ）ＳｕＶは吸気弁である。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。２ストロークＩＣエンジンとして動作する装置の種々のステップを示す。ａ）Ｅ１、Ｅ２は排気弁であり、ｃ）Ｓｕ１、Ｓｕ２は吸気弁である。カムで動作する単一ストロークＩＣエンジンの吸気弁および排気弁の別の図を示す。ａ）Ｐｒは軸歯形であり、ｂ）Ｂｃは基部円である。スリーブ上に設けられた羽根部の位置調整を行なうための弁およびカムを動作させるためのカムの輪郭図である。２ストロークエンジンの弁を動作させるためのカムの別の図である。ａ）ＰｒＳは吸気弁の軸歯形であり、ｂ）ＰｒＥは排気弁の軸歯形である。凹のないスリーブを示す。ａ）ＣＳＦは曲面である。凹を有するスリーブを示す。ｂ）ｓｔはスリーブ上のステップであり、ｃ）Ｆｌｏは冷却流体排出孔であり、ｄ）Ｒｃｆは滑動摩擦クラッチを受ける円錐台であり、ｅ）Ｆｌｉは冷却流体吸い込み線であり、ｆ）ＤＰｒは凹みである。羽根を示す。ａ）ｓｔｖｓはスリーブ上の嵌合羽根への帯であり、ｂ）Ｐｉｓはピストン、ｃ）Ｇｒｐｓは架装取付部ピストンリングの溝部である。ライナーを示す。ａ）ＳＯＨは外部半体上の裂け部であり、ｂ）ＰＫＶは弁の受け口であり、ｃ）ＯＨはｃａｐ１ｔａ１-Ｐ１ｔｅｒｊａ；ｆであり、ｄ）ＳＩＨは内部半体上の裂け部である。

Claims

コンプレッサ、ポンプ、モータ、計測機器または内燃エンジンとして動作するようになされたロータリー装置であって、
前記装置は、２つの同一の羽根部、２つの中空スリーブ、中空ライナー、２つのカム、カム従動節、結合部、クラッチ、シャフトおよび押し込み式締付けによるブレーキを備え、
前記カムは、一連の動きの始動時に羽根部と羽根部との間に可変の初期角変位を画定し、
一方の羽根部は静止させ、他方の羽根部は回転させた状態で開始し、始動時の位置に対して３６０度の角度から初期角変位を２倍した値を差し引いた角度に達すると、
両方の羽根部は、前記一方の羽根部と前記他方の羽根部との間の角度が前記初期角変位である状態でともに回転し、前記一方の羽根部は始動時の前記他方の羽根部の位置に達するとともに、前記他方の羽根部は始動時の前記一方の羽根部の位置に達し、
次いで、前記他方の羽根部が静止状態に保持され、前記一方の羽根部が、前記他方の羽根部の始動時の位置に対して３６０度の角度から初期角変位を２倍した値を差し引いた角度に達するまで回転すると、
両方の羽根部は、前記一方の羽根部と前記他方の羽根部との間の角度が前記初期角変位である状態でともに回転して、両方の羽根部が再度それぞれの始動時の位置に達し、
前記始動時から両方の羽根部が再度それぞれの始動時の位置に達するまでのサイクルが繰り返され、
前記羽根部はスリーブの面上に、各スリーブに１つずつ、羽根部が各スリーブの端部の一方に、スリーブの面に対して放射状に伸びるように羽根が取り付けられ、
前記羽根部は羽根部の表面の部分がスリーブ端部から突出するように取り付けられ、
前記一方の羽根部が取り付けられたスリーブの端部が、カムおよびカム従動節によって制御され変動される最小角度により角度的に配置された前記他方の羽根部に隣接し、前記他方の羽根部が取り付けられたスリーブの端部が、前記一方の羽根部に隣接し、
前記スリーブは、その端部表面の中央を通過する軸が１つの線上にくるように配置がなされ、
羽根部をスリーブ上に取り付けた部分は、スリーブ取付部と定義され、
隣接する羽根部および前記スリーブ取付部が前記軸を中心に回転することができ、
前記羽根部はライナー内部に配置され、前記ライナーはスリーブ面とともにエンクロージャを形成し、
前記ライナーの内面は、前記スリーブ取付部が前記軸を中心に回転したときの前記羽根部の端部の軌跡に沿った形状であり、これにより羽根部は前記軸を中心に回転が可能となり、前記羽根部はライナー内部に形成された前記エンクロージャを、２つのチャンバに分割し、
前記２つのスリーブは、カムにより動作される前記結合部によりシャフトに連結されたり、連結から解かれたりし、
前記２つのカムは、２つのスリーブ上にそれぞれ配置され、またはスリーブにより駆動され、
前記始動時から前記他方の羽根部が始動時の位置に対して３６０度の角度から初期角変位を２倍した値を差し引いた角度に達するまでの間、前記カム従動節により動作される前記結合部は、前記一方の羽根部が取り付けられたスリーブをシャフトから解放するとともに、前記カム従動節により動作される前記ブレーキは、前記一方の羽根部が取り付けられたスリーブを保持し、
前記一方の羽根部が始動時の前記他方の羽根部の位置に達してから前記他方の羽根部の始動時の位置に対して３６０度の角度から初期角変位を２倍した値を差し引いた角度に達するまでの間、前記結合部は、前記他方の羽根部が取り付けられたスリーブをシャフトから解放するとともに、前記ブレーキは、前記他方の羽根部が取り付けられたスリーブを保持し、
前記カムは、羽根部静止状態に保持されたり、分離されたり、同時にまたは単独で回転する角度を画定し、
前記カムは２つの羽根部を前記最小角度において同時に回転させ、
前記最小角度を変更することにより圧縮率を変化させることができ、
前記カムが、当該カムの外周の一部を切り欠いた軸歯形部を有し、
軸歯形部の始めと終わりとの間を２等分する面は、当該軸歯形部を有するカムが取り付けられたスリーブに取り付けられた羽根部の面と平行であり、
前記カム従動節が軸歯形部に接しているとき、前記結合部は、当該軸歯形部を有するカムが取り付けられたスリーブの他方のスリーブをシャフトと係合させるとともに、前記ブレーキが当該他方のスリーブを解放し、
前記カム従動節が前記カムの軸歯形部以外の外周に接しているとき、前記結合部は、当該軸歯形部を有するカムが取り付けられたスリーブの他方のスリーブをシャフトから解放するとともに、前記ブレーキは当該他方のスリーブを保持し、
軸歯形部の始めとカムの中心とを結ぶ直線および軸歯形部の終わりとカムの中心とを結ぶ直線の２つの直線がなす角度が作動中の羽根部間の分離の最小角度を画定するとともに、前記２つの直線がなす角度は前記最小角度の２倍であり、前記分離の最小角度が圧縮率を画定し、
前記２つの直線がなす角度はカムの幅方向に沿って徐々に変化し、前記幅方向に沿ってカム従動節を移動させることにより、作動中の羽根部間の前記分離の最小角度の変化を可能にし、これにより圧縮率の変動がもたらされることを特徴とするロータリー装置。
互いに隣接するスリーブ端部表面部は、漏れ流を阻止するために前記端部表面を囲む連続的な密閉ラインを形成する密閉要素を備えて設けられることを特徴とする請求項１に記載のロータリー装置。
前記羽根部は、羽根端部にわたる流体の漏れ流を阻止するために密閉要素を備えて設けられることを特徴とする請求項１に記載のロータリー装置。
密閉装置はライナーおよびスリーブ境界面に配置されて、流体の漏れ流を阻止することを特徴とする請求項１に記載のロータリー装置。
ポートまたは弁などの連通装置または流量制御装置が設けられて、前記エンクロージャは、エンクロージャ外部の空間に連通されるか又は密閉されることを特徴とする請求項１に記載のロータリー装置。
弁のような連通装置または流量制御装置は、かかる装置がコンプレッサ、モータ、ポンプ、計測機器として用いられるように配置され、動作され、計時されることを特徴とする請求項５に記載のロータリー装置。
装置が可変圧縮率を有する内燃エンジンのように原動力として用いられるように連通装置および、またはエネルギーを加えたり除いたりするための手段が提供され、配置され、動作され、計時されることを特徴とする請求項６に記載のロータリー装置。