JP4734488B2 - Rotating fluid engine - Google Patents
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Description
本発明は、円筒形ハウジングの内部に円形のロータを偏心させて軸支し、このロータの外周部に円周方向に等角度で分割配置した複数のピストンシリンダを設け、これらピストンと一体化して前記円筒形ハウジングの内壁部に当接してそれぞれ複数の仕切室を形成するベーンをそれぞれ設け、前記各仕切室内および各ピストンシリンダのピストンの後端部側に形成されるピストンシリンダ室内において、所定量の流体を再循環させることによって、ロータに所要の回転駆動力が起生するように構成した回転形流体エンジンに関するものである。 In the present invention, a circular rotor is eccentrically supported inside a cylindrical housing, and a plurality of piston cylinders arranged at equal angles in the circumferential direction are provided on the outer periphery of the rotor, and the pistons are integrated with the pistons. A vane that forms a plurality of partition chambers in contact with the inner wall portion of the cylindrical housing is provided, and a predetermined amount is provided in each of the partition chambers and in the piston cylinder chamber formed on the rear end side of the piston of each piston cylinder. The present invention relates to a rotary fluid engine configured to generate a required rotational driving force in a rotor by recirculating the fluid.
従来、圧力を入力エネルギーとした原動機として、等加圧差動回転流体原動機が提案されている(特許文献1参照)。この特許文献1に記載の回転流体原動機は、ベーン回転型液圧シリンダの外筒を、楕円形とし、ロータの内部または機体外部に、ロータの回転角に応じて移動するベーンの運動に連動するようにしたピストンシリンダを設置し、回転気筒とピストンシリンダ間を結ぶ回流回路を付設し、気筒内部において、ベーンを介して対向する圧力の背圧側圧力を減少させるために、シリンダとピストンの容積比を変化させるか、あるいは減圧弁等を使用するようにした構成が開示されている。すなわち、このような構成からなる回転流体原動機は、シリンダ外筒を楕円形とすることにより、気筒の形状により発生する正推力と逆推力の比を拡大すると共に、回流用ピストンシリンダを設置し、ベーンに対して加圧側と無加圧側回路を独立した配置としたことが特徴であり、加圧口より油圧を圧入すると、一対の気筒が等加圧され、ロータが時計方向に回転するように構成したものである。 Conventionally, an isopressurized differential rotary fluid prime mover has been proposed as a prime mover using pressure as input energy (see Patent Document 1). In this rotary fluid prime mover described in Patent Document 1, the outer cylinder of the vane rotary hydraulic cylinder has an elliptical shape, and is linked to the movement of the vane that moves in accordance with the rotation angle of the rotor inside the rotor or outside the machine body. In order to reduce the back pressure side pressure of the pressure facing through the vane inside the cylinder, a piston / cylinder volume ratio is installed. Or a configuration in which a pressure reducing valve or the like is used is disclosed. That is, the rotating fluid prime mover having such a configuration increases the ratio of the positive thrust and the reverse thrust generated by the shape of the cylinder by making the cylinder outer cylinder elliptical, and installs a circulating piston cylinder. The feature is that the circuit on the pressure side and the non-pressure side are independent from the vane. When hydraulic pressure is injected from the pressure port, the pair of cylinders are equally pressurized and the rotor rotates clockwise. It is composed.
また、流体圧力を主入力とし、加圧圧力を主入力としてシリンダに回転運動を発生させるようにした等加圧回転機関としての省入力原動機が提案されている(特許文献2参照)。この特許文献2には、楕円形、花びら型等のベーン型シリンダを使用し、片側の気筒のみを加圧して吐出シリンダとし、吐出シリンダと出力シリンダ間に回流回路を設け、等価圧により吐出シリンダ内部流体を出力シリンダへ回流させて推進力を発生させ、半回転毎または部分回転毎において、減圧と加圧を繰り返すことにより回転運動を連続させるようにした構成が開示されている。 In addition, a power-saving input prime mover has been proposed as an equal pressure rotating engine in which a fluid pressure is a main input and a pressurizing pressure is a main input to generate a rotational motion in a cylinder (see Patent Document 2). This patent document 2 uses a vane type cylinder such as an elliptical type or a petal type, pressurizes only one cylinder to form a discharge cylinder, provides a circulation circuit between the discharge cylinder and the output cylinder, and discharges the cylinder by equivalent pressure. A configuration is disclosed in which the internal fluid is circulated to the output cylinder to generate a propulsive force, and the rotational motion is continued by repeating depressurization and pressurization every half or partial rotation.
一方、従来において、高圧流体を減圧膨脹させながら機械的エネルギーを回収するラジアル型流体機械として、機械的損失を低減するように構成した膨脹機等に応用可能な流体機械が提案されている(特許文献3参照)。この特許文献3には、(1) 回転する回転ライナーと、(2) 前記回転ライナーの回転中心からずれた位置に、前記回転ライナーの回転中心軸線と平行な回転中心軸線を有して回転する回転シリンダと、(3) 前記回転シリンダに形成された挿入穴に、摺動可能に収納されたプランジャとを備え、(4) 前記プランジャは、前記挿入穴と前記プランジャとによって構成される作動室の体積変化に応じて前記回転ライナーの内壁側から前記作動室の体積を縮小させる向きの力を受け、(5) さらに前記プランジャの断面中心を通って前記プランジャの摺動方向と平行なプランジャ摺動軸線CLpは、前記回転シリンダの回転中心からずれているようにした構成が開示されている。 On the other hand, conventionally, as a radial type fluid machine that recovers mechanical energy while decompressing and expanding a high-pressure fluid, a fluid machine that can be applied to an expander configured to reduce mechanical loss has been proposed (patent) Reference 3). This Patent Document 3 includes (1) a rotating rotating liner, and (2) a rotating center axis parallel to the rotating center axis of the rotating liner at a position deviated from the rotating center of the rotating liner. A rotating cylinder; and (3) a plunger slidably accommodated in an insertion hole formed in the rotating cylinder, and (4) an operating chamber configured by the insertion hole and the plunger. In response to the volume change of the rotary liner, a force in a direction to reduce the volume of the working chamber is received from the inner wall side of the rotary liner, and (5) the plunger slide passing through the center of the cross section of the plunger and parallel to the sliding direction of the plunger A configuration is disclosed in which the movement axis CLp is deviated from the rotation center of the rotary cylinder.
しかるに、前記構成からなる特許文献3に記載のラジアル型流体機械においては、回転ライナーに対し偏心回転する回転シリンダは、それぞれプランジャによって回転ライナー、の内壁側に4つの作動室が形成され、これらの作動室が順次体積変化を生じる際に、プランジャに対して作用する反力Fは、前記プランジャ摺動軸線CLp が回転シリンダの回転中心からずれていることにより、前記反力Fがそのまま回転シリンダを回転する力となり、回転力を増大させて機械損失を低減できるものとされている。 However, in the radial type fluid machine described in Patent Document 3 having the above-described configuration, each of the rotary cylinders rotating eccentrically with respect to the rotary liner has four working chambers formed on the inner wall side of the rotary liner by the plunger. When the working chamber sequentially changes in volume, the reaction force F acting on the plunger is such that the plunger sliding axis CLp is deviated from the rotation center of the rotation cylinder. It becomes a rotational force, and the mechanical force can be reduced by increasing the rotational force.
前記特許文献1に開示される回転流体原動機は、楕円形のシリンダ外筒に対し、円形のロータを中心に配置し、前記ロータの外周の4個所に等分割でピストンシリンダを設け、このピストンシリンダにピストンとこれに一体化されたベーンを設けて、前記シリンダ外筒の内壁面に沿って前記ベーンで仕切られた4つの等容積からなる気筒を形成している。そして、この相対する一対の気筒に対して外部から流体圧力を加えることにより、前記ロータが回転して、気筒内の流体はシリンダ外筒の内壁面に沿って回転移動すると同時に、ベーンの変位に伴って各ピストンシリンダ内の流体は、隣接するピストンシリンダ内との間で往復移動して、前記ロータを継続的に回転駆動し得るものである。 The rotary fluid prime mover disclosed in Patent Document 1 is arranged such that an elliptical cylinder outer cylinder is centered on a circular rotor, and piston cylinders are equally divided at four locations on the outer periphery of the rotor. Are provided with a piston and a vane integrated therewith to form a cylinder having four equal volumes partitioned by the vane along the inner wall surface of the cylinder outer cylinder. Then, by applying fluid pressure from the outside to the pair of opposed cylinders, the rotor rotates, and the fluid in the cylinder rotates and moves along the inner wall surface of the cylinder outer cylinder. Accordingly, the fluid in each piston cylinder can reciprocate between adjacent piston cylinders to continuously rotate the rotor.
しかしながら、前記構成からなる回転流体原動機による回転駆動は、理論的には可能であるが、ロータを実際に効率良くしかも円滑に回転駆動させるためには、ロータに設けるピストンシリンダの構成配置およびピストンとこれに一体化されたベーンの具体的構成が未解決である。さらに、前記各ピストンシリンダの流体回路を構成するための接続手段およびシリンダ外筒との間に形成される各気筒に対する外部流体回路についても、具体的な構成配置が未解決であり、回転流体原動機として実用化することは到底困難である。 However, although it is theoretically possible to rotationally drive the rotary fluid prime mover having the above-described configuration, in order to drive the rotor in an efficient and smooth manner, the arrangement of the piston cylinder provided in the rotor and the piston The specific structure of the vane integrated with this is unsolved. Further, the specific arrangement of the external fluid circuit for each cylinder formed between the connecting means for forming the fluid circuit of each piston cylinder and the cylinder outer cylinder is still unsolved. It is extremely difficult to put it into practical use.
また、前記特許文献2に開示される等加圧回転機関は、前記特許文献1に開示される回転流体原動機に類似するものであり、楕円形のシリンダ外筒に対し、円形のロータを中心に配置したものをそれぞれ複数個設け、ロータに対しピストンシリンダを設けることなく一対のベーンのみを設け、前記シリンダー外筒の内壁面に沿って前記ベーンで仕切られた4つの等容積からなる気筒を形成している。そして、これら相対する一対の気筒に対しては外部から流体圧力を加えると共に、他の一対の気筒に対しては隣接するシリンダ外筒の気筒にそれぞれ連通するように外部流体回路を構成して、前記複数のロータを継続的に回転駆動し得るものである。 The isobaric rotary engine disclosed in Patent Document 2 is similar to the rotary fluid prime mover disclosed in Patent Document 1, and is centered on a circular rotor with respect to an elliptical cylinder outer cylinder. A plurality of arranged ones are provided, only a pair of vanes is provided without providing a piston cylinder for the rotor, and four equal volumes of cylinders partitioned by the vanes are formed along the inner wall surface of the cylinder outer cylinder. is doing. And while applying fluid pressure from the outside to the pair of opposed cylinders, an external fluid circuit is configured to communicate with the cylinders of the adjacent cylinder outer cylinders with respect to the other pair of cylinders, The plurality of rotors can be continuously driven to rotate.
しかしながら、前記構成からなる等加圧回転機関による回転駆動は、理論的には可能であるが、ロータを実際に効率良くしかも円滑に回転駆動させるためには、ロータに設けるベーンの具体的構成が未解決である。また、前記各気筒に対する外部流体回路についての具体的な接続手段およびその具体的な構成配置も未解決であり、等加圧回転機関として実用化することは到底困難である。 However, although it is theoretically possible to perform rotational driving by the constant pressure rotary engine having the above-described configuration, in order to actually drive the rotor efficiently and smoothly, there is a specific configuration of the vane provided in the rotor. Unresolved. In addition, the specific connection means for the external fluid circuit for each cylinder and the specific configuration and arrangement thereof are still unsolved, and it is extremely difficult to put it to practical use as a constant pressure rotary engine.
そこで、本発明者等は、種々検討並びに試作を重ねた結果、円筒形ハウジングの内部に円形のロータを偏心させて軸支し、このロータの外周部に円周方向に等角度で分割配置した複数のピストンシリンダを設け、これらピストンシリンダのピストンと一体化して前記円筒形ハウジングの内周壁部に当接してそれぞれ複数の仕切室を形成するベーンをそれぞれ設けた構成とし、前記各仕切室において、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から前記流体を順次流出させると共に、最小容積状態となる前記仕切室内より前記流体を順次流入するように配管接続した外部流体回路を設け、さらに前記流体が再流入する仕切室に対し、流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段を設けた構成とすることによって、ロータに所要の回転駆動力を起生させることができ、動力エンジンとして機械的損失を最小限に維持し得ると共に、流体を再循環利用することにより省資源化を達成し、しかも廃ガスや騒音および高熱等の発生による環境汚染問題を全く生じない回転形流体エンジンの実用化に成功した。 Therefore, as a result of various examinations and trial productions, the present inventors have eccentrically supported a circular rotor inside the cylindrical housing, and have been divided and arranged at equal angles in the circumferential direction on the outer periphery of the rotor . a plurality of piston cylinder provided, and respectively in contact with the inner circumferential wall of the cylindrical housing integral with the piston of the piston cylinder is provided respectively vanes forming a plurality of compartments configuration, in each of the compartments, An external fluid circuit is provided that is piped so that the fluid sequentially flows out from the partition chamber that reaches the maximum volume state by sequentially moving with the rotation of the rotor, and that the fluid flows sequentially from the partition chamber that reaches the minimum volume state. Further, a structure in which fluid pressurizing means is provided for generating a required rotational driving force in the rotor by pressurizing the fluid pressure to the partition chamber into which the fluid reflows. As a result, the required rotational driving force can be generated in the rotor, the mechanical loss can be kept to a minimum as a power engine, and resource saving is achieved by recirculating the fluid. In addition, we succeeded in putting the rotary fluid engine into practical use, which does not cause any environmental pollution problems due to generation of waste gas, noise and high heat.
すなわち、この場合、前記各仕切室において、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から前記流体を順次流出させ、前記各ピストンシリンダにおいて、最小容積状態となる前記ピストンシリンダのピストンの後端部側に形成されるピストン室内より前記流体を順次流入するように配管接続した第1の外部流体回路を設けると共に、前記各ピストンシリンダにおいて、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記ピストンシリンダ室内より前記流体を順次流出させ、前記各仕切室において、最小容積状態となった前記仕切室内より前記流体を順次再流入するように配管接続した第2の外部流体回路を設け、さらに前記第2の外部流体回路の配管と接続されて流体が再流入される前記仕切室に対し、流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段を設けることにより、本発明に係る回転形流体エンジンを得ることができることを突き止めた。 That is, in this case, in each of the compartments sequentially moves with rotation of the rotor sequentially to flow out the fluid from the partition chamber having a maximum volume state, in each piston cylinder, said piston cylinder comprising a minimum volume state maximum volume provided with a first external fluid circuit piping connected to the piston chamber formed on the rear end side of the piston to sequentially flow into the fluid, in each piston cylinder, and sequentially moves with the rotation of the rotor A second external fluid circuit connected by piping so as to sequentially flow out the fluid from the piston cylinder chamber that is in a state, and sequentially reflow the fluid from the partition chamber that is in a minimum volume state in each of the partition chambers. Provided to the partition chamber into which the fluid is re-inflowed by being connected to the pipe of the second external fluid circuit. By providing a fluid pressurizing means for antibody caused a required rotational driving force to the rotor increase the pressure, I have found that it is possible to obtain a rotary fluid engine according to the present invention.
また、代案として、前記各仕切室において、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から前記流体を順次流出させると共に、最小容積状態となる前記仕切室内より前記流体を順次流入するように配管接続した外部流体回路を設け、前記流体を再流入させる前記仕切室に対して接続される外部流体回路の配管に、流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段を設けることによっても、本発明に係る回転形流体エンジンを得ることができることを突き止めた。 As an alternative, in each of the partition chambers , the fluid is sequentially flown out of the partition chamber that is sequentially moved along with the rotation of the rotor to reach the maximum volume state, and the fluid is sequentially flowed from the partition chamber in the minimum volume state. An external fluid circuit connected to the pipe is provided, and the pressure of the fluid is applied to the pipe of the external fluid circuit connected to the partition chamber through which the fluid is re-inflowed to generate a required rotational driving force on the rotor. It has been found that the rotary fluid engine according to the present invention can be obtained also by providing the fluid pressurizing means.
従って、本発明の目的は、円筒形ハウジングの内部に円周方向に等角度で分割配置してなる複数の仕切室を形成するピストンシリンダ形のロータを設けて、前記複数の仕切室およびピストンシリンダ内において所定量の流体を加圧再循環させることにより、ロータに所要の回転駆動力を起生させ、動力エンジンとしての機械的損失を最小限に維持し得ると共に、流体を再循環利用することにより省資源化を達成し、しかも廃ガスや騒音および高熱等の発生による環境汚染問題を全く生じることなく、実用化に適した回転形流体エンジンを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a piston-cylinder-shaped rotor that forms a plurality of partition chambers that are divided and arranged at equal angles in the circumferential direction inside a cylindrical housing, and the plurality of partition chambers and the piston cylinders. A predetermined amount of fluid is pressurized and recirculated in the rotor to generate the required rotational driving force in the rotor, minimizing mechanical loss as a power engine, and recirculating the fluid. Therefore, it is an object of the present invention to provide a rotary fluid engine suitable for practical use without saving resources and producing no environmental pollution problems due to generation of waste gas, noise, high heat and the like.
前記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の回転形流体エンジンは、円筒形ハウジング(10)の内部に円形のロータ(12)を偏心させて軸支し、このロータの外周部に円周方向に等角度で分割配置した複数のピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)を設け、これらピストンシリンダの各ピストン(22)と一体化して前記円筒形ハウジングの内周壁部(10a)に当接してそれぞれ複数の仕切室(16A、16B、16C、16D)を形成するベーン(24)を設けてなり、
前記ロータにおけるピストンシリンダのピストンと一体化して設けたベーン(24)は、それぞれスプリング(25)およびローラ受部材(23a)を介して、円筒形ハウジングの内周壁部にローラ(23)を弾力的に当接するように設定したローラベーンにより構成し、
前記ロータにおけるピストンシリンダのピストン(22)には、ベーンより回転方向後方に円筒形ハウジングの内周壁部(10a)に弾力的に当接するガイドローラ(26)を設け、
前記円筒形ハウジングにおいて、最大容積状態になる仕切室の先頭ベーンの位置から最小容積状態となる仕切室の位置までの内周壁部(10a)に、連続する円周溝部(34)を設け、
前記各ピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)のピストンの後端部側に形成されるピストンシリンダ室内に対し、前記円筒形ハウジング(10)の一方の側壁部(11a)に、前記第1の外部流体回路(18)の配管と前記最小容積状態となる前記ピストンシリンダ室内とを相互に連通して、流体を導入する開口溝部(30)を設けると共に、前記円筒形ハウジング10の他方の側壁部(11b)に、前記第2の外部流体回路(19)の配管と前記最大容積状態となる前記ピストンシリンダ室内とを相互に連通して、流体を導出する開口溝部(32)を設け、
前記各仕切室(16A、16B、16C、16D)において、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から前記流体を順次流出させ、前記各ピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)において、最小容積状態となる前記ピストンシリンダ室内へ前記流体を順次流入するように配管接続した第1の外部流体回路(18)と、
前記各ピストンシリンダにおいて、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記ピストンシリンダ室内から前記流体を順次流出させ、前記各仕切室において、最小容積状態となる前記仕切室内へ前記流体を順次再流入するように配管接続した第2の外部流体回路(19)とを設け、
さらに前記流体が再流入する仕切室に対し、流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段(40)を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a rotary fluid engine according to claim 1 of the present invention includes a circular rotor (12) that is eccentrically supported inside a cylindrical housing (10) , and an outer peripheral portion of the rotor. Are provided with a plurality of piston cylinders ( 20A, 20B, 20C, 20D) divided and arranged at equal angles in the circumferential direction, and integrated with the pistons (22) of these piston cylinders (10a). ) respectively in contact with the plurality of compartments (16A, 16B, 16C, it is provided a vane (24) to form the 16D),
The vane (24) provided integrally with the piston of the piston cylinder in the rotor elastically feeds the roller (23) to the inner peripheral wall portion of the cylindrical housing via the spring (25) and the roller receiving member (23a), respectively. Configured with roller vanes set to abut against
The piston (22) of the piston cylinder in the rotor is provided with a guide roller (26) that elastically contacts the inner peripheral wall (10a) of the cylindrical housing behind the vane in the rotational direction ,
In the cylindrical housing, a continuous circumferential groove (34) is provided on the inner peripheral wall portion (10a) from the position of the leading vane of the partition chamber in the maximum volume state to the position of the partition chamber in the minimum volume state,
With respect to the piston cylinder chamber formed on the rear end side of the piston of each piston cylinder (20A, 20B, 20C, 20D), the first side wall (11a) of the cylindrical housing (10) The external fluid circuit (18) of the cylinder and the piston cylinder chamber in the minimum volume state communicate with each other to provide an opening groove (30) for introducing fluid, and the other side wall of the
In each of the partition chambers (16A, 16B, 16C, 16D), the fluid is sequentially discharged from the partition chambers that sequentially move with the rotation of the rotor to reach the maximum volume state, and the piston cylinders (20A, 20B, 20C, 20D), a first external fluid circuit (18) piped to sequentially flow the fluid into the piston cylinder chamber that is in a minimum volume state ;
In each of the piston cylinders, the fluid is sequentially flown out of the piston cylinder chamber that is sequentially moved along with the rotation of the rotor to reach the maximum volume state, and the fluid is sequentially flowed into the partition chamber in the minimum volume state in each of the partition chambers. A second external fluid circuit (19) piped to re-inflow ,
Furthermore, a fluid pressurizing means (40) for increasing the pressure of the fluid and generating a required rotational driving force in the rotor is provided in the partition chamber into which the fluid re-inflows.
本発明の請求項2に記載の回転形流体エンジンは、前記ピストンシリンダ室内から前記仕切室内へ流体を順次再流入させるように配管接続した第2の外部流体回路(19)の配管に、それぞれ流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段(38)を設けたことを特徴とする。 In the rotary fluid engine according to claim 2 of the present invention, the fluid is respectively connected to the pipes of the second external fluid circuit (19) piped so as to sequentially reflow the fluid from the piston cylinder chamber into the partition chamber. A fluid pressurizing means (38) for generating a required rotational driving force in the rotor by pressurizing the pressure is provided .
本発明の請求項3に記載の回転形流体エンジンは、前記ロータのボス部分に対し相互に対向配置されるピストンを、それぞれ対向位置するピストン間において、前記ボス部分を前記ピストンの進退方向と同方向に貫通するロッド部材(51)により結合し、同時にかつ相関的に進退移動するように構成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a rotary type fluid engine in which the pistons arranged opposite to each other with respect to the boss portion of the rotor are arranged in the same direction between the pistons facing each other. The rod members (51) penetrating in the direction are combined to move forward and backward at the same time .
本発明の請求項4に記載の回転形流体エンジンは、円筒形ハウジング(10)の内部に円形のロータ(12)を偏心させて軸支し、このロータ(12)の外周部に円周方向に等角度で分割配置した複数のピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)を設け、これらピストンシリンダの各ピストン(22)と一体化して前記円筒形ハウジングの内周壁部(10a)に当接してそれぞれ複数の仕切室(16A、16B、16C、16D)を形成するベーン(24)を設けてなり、
前記ロータに設けたピストンシリンダのピストン(22)は、ベーン(24)を設けた外側構成部(22a)と、この外側構成部の背後において弾性部材(50)を介して所要の間隙(G)を設定して対向配置した内側構成部(22b)と、前記ベーンより回転方向後方に円筒形ハウジングの内周壁部(10a)に弾力的に当接するガイドローラ(26)を設けた後方側構成部(22c)とからなる、3分割構造により構成し、
前記各ピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)は、それぞれロータのボス部分に近接した位置に連通孔(54)を穿設して、相互に隣接する前記各ピストンシリンダのピストンの後端部側に形成されるピストンシリンダ室内を連通接続し、
前記円筒形ハウジングにおいて、最大容積状態となる仕切室の先頭ベーンの位置から最小容積状態となる仕切室の位置までの内周壁部(10a)に、連続する円周溝部(34)を設け、
前記各仕切室(16A、16B、16C、16D)において、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から前記流体を順次流出させると共に、最小容積状態となる前記仕切室内へ前記流体を順次流入するように配管接続した外部流体回路(18)を設け、
前記円筒形ハウジングの一側壁部(11a)には、最小容積状態となる仕切室の先頭ベーンの位置で、ピストンの前記外側構成部(22a)と前記内側構成部(22b)との間に形成される間隙(G)に対応して、外部流体回路(18)と連通する開口部(60)を設けると共に、最大容積状態となる仕切室の先頭ベーンの位置で、ピストンの前記外側構成部(22a)と前記内側構成部(22b)との間に形成される間隙(G)に対応して、隣接する仕切室と外部連通管(63)を介して相互に連通接続する開口部(64)を設け、
さらに前記流体が再流入する仕切室に対し、流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段(40、38)を設けたことを特徴とする。
In the rotary fluid engine according to claim 4 of the present invention , a circular rotor (12) is eccentrically supported inside a cylindrical housing (10), and the outer periphery of the rotor (12) is circumferentially supported. Are provided with a plurality of piston cylinders (20A, 20B, 20C, 20D) divided at equal angles, and are integrated with the pistons (22) of these piston cylinders so as to contact the inner peripheral wall portion (10a) of the cylindrical housing. A vane (24) for forming a plurality of compartments (16A, 16B, 16C, 16D) ,
The piston (22) of the piston cylinder provided on the rotor includes an outer component (22a) provided with a vane (24) and a required gap (G) via an elastic member (50) behind the outer component. And a rear-side constituent portion provided with a guide roller (26) that elastically contacts the inner peripheral wall portion (10a) of the cylindrical housing at the rear in the rotational direction from the vane. (22c) consisting of a three-part structure ,
Each of the piston cylinders (20A, 20B, 20C, 20D) has a communication hole (54) at a position close to the boss portion of the rotor, and the rear end portions of the pistons of the piston cylinders adjacent to each other. The piston cylinder chamber formed on the side is connected in communication ,
In the cylindrical housing, a continuous circumferential groove (34) is provided on the inner peripheral wall portion (10a) from the position of the leading vane of the partition chamber in the maximum volume state to the position of the partition chamber in the minimum volume state,
In each of the partition chambers (16A, 16B, 16C, and 16D), the fluid is sequentially discharged from the partition chamber that is sequentially moved with the rotation of the rotor to reach the maximum volume state, and the fluid is discharged into the partition chamber that is in the minimum volume state. An external fluid circuit (18) connected by piping so as to sequentially flow in fluid is provided ,
One side wall portion (11a) of the cylindrical housing is formed between the outer component portion (22a) and the inner component portion (22b) of the piston at the position of the leading vane of the partition chamber that is in the minimum volume state. Corresponding to the gap (G), an opening (60) communicating with the external fluid circuit (18) is provided , and the outer component ( Corresponding to a gap (G) formed between 22a) and the inner component (22b), an opening (64) that is connected to and communicates with an adjacent partition chamber via an external communication pipe (63). Provided ,
Further, fluid pressurizing means (40, 38) for generating a required rotational driving force in the rotor by increasing the pressure of the fluid is provided in the partition chamber into which the fluid re-inflows .
本発明の請求項5に記載の回転形流体エンジンは、前記ロータのボス部分に対し相互に対向配置されるピストンを、それぞれ対向位置するピストンの前記内側構成部(22b)と前記後方側構成部(22c)との間において、前記ボス部分を前記ピストンの進退方向と同方向に貫通する一対のロッド部材(51、52)により結合し、同時にかつ相関的に進退移動するように構成したことを特徴とする。 In the rotary fluid engine according to claim 5 of the present invention, the pistons arranged opposite to each other with respect to the boss portion of the rotor are arranged so that the inner constituent part (22b) and the rear side constituent part of the piston respectively facing each other. (22c), the boss portion is coupled by a pair of rod members (51, 52) penetrating in the same direction as the piston forward and backward, and is configured to move forward and backward at the same time and in a correlated manner. Features.
本発明に係る回転形流体エンジンによれば、円筒形ハウジングの内部に円周方向に等角度で分割配置してなる複数の仕切室を形成するピストンシリンダ形のロータを設けて、前記複数の仕切室内およびピストンシリンダ室内において所定量の流体を加圧再循環させることにより、ロータに所要の回転駆動力を起生させ、動力エンジンとしての機械的損失を最小限に維持し得ると共に、流体を再循環利用することにより省資源化を達成し、しかも廃ガスや騒音および高熱等の発生による環境汚染問題を全く生じることなく、実用化に適した回転形流体エンジンを得ることができる。 According to the rotary fluid engine of the present invention , a piston-cylinder-shaped rotor that forms a plurality of partition chambers that are divided and arranged at equal angles in the circumferential direction inside the cylindrical housing is provided. By pressurizing and recirculating a predetermined amount of fluid in the chamber and in the piston cylinder chamber , a required rotational driving force can be generated in the rotor, the mechanical loss as a power engine can be kept to a minimum, and the fluid can be recirculated. Recycling can achieve resource saving, and can provide a rotary fluid engine suitable for practical use without causing any environmental pollution problems due to generation of waste gas, noise and high heat.
本発明に係る回転形流体エンジンによれば、ピストンシリンダにおける機械的損失を最小限に維持する構成とすることができ、ロータの回転駆動を円滑にして、動力エンジンとしての効率を十分に高めることができる利点が得られる。
また、複数の仕切室内およびピストンシリンダ室内に対する加圧流体の再循環を円滑かつ効率良く達成することができ、動力エンジンとして有効に活用することができる。
According to the rotary fluid engine of the present invention , the mechanical loss in the piston cylinder can be kept to a minimum, and the rotational drive of the rotor can be made smooth to sufficiently increase the efficiency as a power engine. The advantage that can be obtained.
Further, the recirculation of the pressurized fluid into the plurality of partition chambers and the piston cylinder chamber can be achieved smoothly and efficiently, and can be effectively utilized as a power engine.
次に、本発明に係る回転形流体エンジンの実施の形態につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。 Next, an embodiment of a rotary fluid engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1ないし図4は、本発明に係る回転形流体エンジンの一実施例の構成をそれぞれ示すものである。図1は、本実施例における回転形流体エンジンの要部構成を示し、参照符号10は本実施例に係る回転形流体エンジンの円筒形ハウジングを示し、この円筒形ハウジング10の内部に円形のロータ12を偏心させて偏心軸14により軸支し、このロータ12の外周部に円周方向に等角度で分割配置した複数のピストンシリンダ20A、20B、20C、20Dを設け、これらピストンシリンダ20A〜20Dの各ピストン22と一体化して前記円筒形ハウジング10の内周壁部10aに当接してそれぞれ複数の仕切室16A、16B、16C、16Dを形成してなるベーン24をそれぞれ設けた構成からなる。
1 to 4 show the configuration of an embodiment of a rotary fluid engine according to the present invention. FIG. 1 shows a configuration of a main part of a rotary fluid engine according to this embodiment.
図2および図3において、ベーン24は、それぞれスプリング25およびローラ受部材23aを介して、円筒形ハウジング10の内周壁部10aにローラ23を弾力的に当接するように設定したローラベーンにより構成される。また、前記ピストンシリンダ20A〜20Dの各ピストン22には、ベーン24より回転方向後方に、円筒形ハウジング10の内周壁部10aに弾力的に当接するガイドローラ26を設ける。このガイドローラ26は、複数のローラ27a、27b、27cをそれぞれ所要間隔離間させて、共通のスプリング29で弾力的に保持された支持部材28により支持する構成からなる(図2および図3参照)。
2 and 3, the
なお、前記ピストンシリンダ20A〜20Dに設けられる各ピストン22は、図1に示すように、ロータ12のボス部分を前記ピストン22の進退方向と同方向に貫通して、相互に対向位置するピストン22、22との間を、それぞれロッド部材51により結合する。このように構成することにより、相互に対向位置するピストン22は、前記円筒形ハウジング10の内周壁部10aに対して、同時にかつ相関的に進退移動する(図1参照)。
As shown in FIG. 1, the
しかるに、本実施例における回転形流体エンジンにおいては、前記円筒形ハウジング10の内周部に形成された各仕切室16A〜16Dにおいて、ロータ12の回転と共に順次移動させて最大容積状態(16B→16C)となる前記仕切室内から流体を順次流出させると共に、前記各ピストンシリンダ20A〜20Dにおいて、最小容積状態(20D→20A)となる前記ピストンシリンダのピストン後端部側に形成されるピストンシリンダ室内より前記流体を順次流入するように配管接続した第1の外部流体回路18を設ける(図1参照)。
However, in the rotary fluid engine according to the present embodiment, the
また、前記各ピストンシリンダ20A〜20Dにおいて、ロータ12の回転と共に順次移動させて最大容積状態(20B→20C)となる前記ピストンシリンダのピストン後端部側に形成されるピストンシリンダ室内から前記流体を順次流出させると共に、前記各仕切室16A〜16Dにおいて、最小容積状態(16D→16A)となる前記仕切室内より前記流体を順次再流入するように配管接続した第2の外部流体回路19を設ける(図1参照)。
Further, in each of the
この場合、前記ロータ12においては、ピストンシリンダ20A〜20Dのピストン22の後端部側に形成されるピストンシリンダ室内を、円筒形ハウジング10の両側壁部11a、11bに対して開口すると共に、前記円筒形ハウジング10の一方の側壁部11aに対しては、前記第1の外部流体回路18と前記最小容積状態となったピストンシリンダ(20D→20A)室内とを相互に連通し、流体を導入する開口溝部30を設ける。なお、参照符号31は、前記第1の外部流体回路18を形成する配管の流体導入開口部である(図4参照)。
In this case, in the
また、前記円筒形ハウジングの他方の側壁部11bに対しては、前記第2の外部流体回路19と前記最大容積状態となったピストンシリンダ(20B→20C)室内とを相互に連通し、流体を導出する開口溝部32を設ける。なお、参照符号33は、前記第2の外部流体回路19を形成する配管の流体導出開口部である(図4参照)。
In addition, the other
一方、前記円筒形ハウジング10においては、最大容積状態となる仕切室16Bの先頭ベーン24の位置から、最小容積状態となる前記仕切室16Dの位置までの内周壁部10aに、連続しかつ前記第1の外部流体回路18の配管と連通する円周溝部34を設ける。この場合、前記第1の外部流体回路18の配管の一部には、所要量の流体を一時的に貯留することができる大気圧保持型の流体貯槽37を設ければ好適である。また、最小容積状態となる前記仕切室16Dの先頭ベーン24の位置に対応し、前記第1の外部流体回路18の配管と連通する流体導出開口部35を設ける(図1参照)。
On the other hand, in the
すなわち、図1に示すロータ12の配置状態において、仕切室16Cと16Dが前記円周溝部34によって連通状態となる。次いで、ロータ12が時計回り方向に回転移動すると同時に、仕切室16B〜16Dが連通状態となって、仕切室16B内の加圧された流体が、前記円周溝部34を介して仕切室16Dに設けた前記第1の外部流体回路18の配管と連通する流体導出開口部35へ排出されることになる。
That is, in the arrangement state of the
また、前記円筒形ハウジング10においては、最小容積状態となる仕切室16Aの先頭ベーン24の位置に対し、前記第2の外部流体回路19の配管と連通する流体導入開口部36を設ける。この場合、前記第2の外部流体回路19の配管の一部には、ロータ12の回転軸としての偏心軸14と同軸に結合されて同期回転駆動され、流体を加圧加速するためのらせん形ポンプ38を設ければ好適である。また、前記第2の外部流体回路19の配管と連通する流体導入開口部36近接して、前記仕切室16Aに対し、流体の圧力を加圧してロータ12に所要の回転駆動力を起生させるための流体加圧手段40と連通する加圧開口部41を設ける(図1参照)。なお、流体加圧手段40としては、例えば高圧ボンベ等に充填された高圧気体(50kg/cm2 以上)を、適宜圧力調整弁を介して流体に所要の圧力を作用させるように構成したものを設けることができる。
In the
さらに、前記円筒形ハウジング10においては、仕切室10A〜10Dが最小容積状態(16A)から最大容積状態(16B)に至る間の内周壁部10aの一部に、空気抜き手段42と連通する空気抜き開口部43を設ける(図1参照)。
Further, in the
そして、前記円筒形ハウジング10の内部において、円形のロータ12を偏心させて軸支する偏心軸14は、ロータ12に対し複葉カム結合44からなる構成とすることができる。このように構成することにより、ロータ12を介して偏心軸14に伝達される回転駆動力を効果的に増大することができることが確認された(図1ないし図3参照)。
In the
なお、図1ないし図3において、参照符号46は、ロータ12に設けたピストンシリンダ20A〜20Dの各ピストン22を案内支持するためのガイドロッドを示す。これらのガイドロッド46は、その一端46aをロータ12の軸部側にそれぞれねじ込み固定すると共に、その他端46bを各ピストン22に穿設したガイド孔47にそれぞればね部材48を介して進退自在に挿通配置する。このように構成することにより、ピストンシリンダ20A〜20Dにおける各ピストン22のピストン運動を円滑に達成することができる(図1ないし図3参照)。
1 to 3,
前述したように、本実施例における回転形流体エンジンは、円筒形ハウジング10の内部に円形のロータ12を偏心させて軸支し、このロータの外周部に円周方向に等角度で分割配置した複数のピストンシリンダ20A〜20Dを設け、これらピストンシリンダのピストン22と一体化して前記円筒形ハウジングの内壁部に当接してそれぞれ複数の仕切室16A〜16Dを形成してなるベーン24をそれぞれ設けた簡便な構成とすることができる。
As described above, the rotary fluid engine according to the present embodiment has the
そこで、前記各仕切室16A〜16Dにおいて、ロータ12の回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から流体を順次流出させると共に、前記各ピストンシリンダ20A〜20Dにおいて、最小容積状態となる前記ピストンシリンダ室内より前記流体を順次流入するように接続配置した第1の外部流体回路18を設けると共に、前記各ピストンシリンダ20A〜20Dにおいて、ロータ12の回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記ピストンシリンダ室内から流体を順次流出させると共に、前記各仕切室において、最小容積状態となる前記仕切室内より前記流体を順次再流入するように接続配置した第2の外部流体回路19を設けることにより、前記円筒形ハウジング10の内部に形成される複数の仕切室とピストンシリンダ室内に対して、流体を円滑に循環させることができる再循環経路を容易かつ簡便に設けた構成とすることができる。
Thus, in each of the
そして、前記第2の外部流体回路19と接続されて流体が再流入される前記仕切室に対し、流体加圧手段40を設けた構成とすることにより、前記再循環経路を流れる流体の圧力を適正に加圧して、ロータ12を図1において時計回り方向に所要の回転駆動力を起生させ、動力エンジンとして極めて有効な機能を発揮させることができることを特徴とするものである。
Then, the pressure of the fluid flowing through the recirculation path can be reduced by providing a fluid pressurizing means 40 for the partition chamber connected to the second
従って、前記構成からなる本実施例の回転形流体エンジンを実施するに際しては、気密性の高いハウジング構成とし、流体には粘度指数が高く(100以上)、酸化安定性、坑乳化性、防食性、消泡性の優れたナフテン系またはパラフィン系の作動油を使用し、流体加圧手段による加圧条件は約55kg/cm2 以上に設定することにより、直径を約0.18mとし、仕切室の全容積を約3.8m3 に設定したロータを、平均して約1000rpmで回転駆動させることができ、その回転軸(偏心軸)において平均して約179.5kgf・m/sec 以上の駆動出力を得ることが可能である。 Therefore, when implementing the rotary fluid engine of the present embodiment having the above-described configuration, a highly airtight housing configuration is used, the fluid has a high viscosity index (100 or more), oxidation stability, anti-emulsification property, and anticorrosion properties. Using a naphthenic or paraffinic hydraulic oil with excellent antifoaming properties and setting the pressurizing condition by the fluid pressurizing means to about 55 kg / cm2 or more, the diameter is about 0.18 m, A rotor whose total volume is set to about 3.8 m 3 can be driven to rotate at an average of about 1000 rpm, and an average drive output of about 179.5 kgf · m / sec or more on its rotating shaft (eccentric shaft). It is possible to obtain.
図5ないし図8は、本発明に係る回転形流体エンジンの別の実施例の構成をそれぞれ示すものである。なお、説明の便宜上、前述した図1ないし図4に示す実施例1の回転形流体エンジンの構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明する。 FIGS. 5 to 8 show the configurations of other embodiments of the rotary fluid engine according to the present invention. For convenience of explanation, the same components as those of the rotary fluid engine according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 described above will be described with the same reference numerals.
図5は、本実施例における回転形流体エンジンの要部構成を示し、円筒形ハウジング10の内部に円形のロータ12を偏心させて偏心軸14により軸支し、このロータ12の外周部に円周方向に等角度で分割配置した複数のピストンシリンダ20A、20B、20C、20Dを設け、これらピストンシリンダ20A〜20Dの各ピストン22と一体化して前記円筒形ハウジング10の内周壁部10aに当接してそれぞれ複数の仕切室16A、16B、16C、16Dを形成してなるベーン24をそれぞれ設けた構成からなる。
5 shows a main configuration of the rotary type fluid engine in the present embodiment, axially supported by the
本実施例において、前記ピストンシリンダ20A〜20Dの各ピストン22は、図6に示すように、ベーン24を設けた外側構成部22aと、この外側構成部22aの背後において弾性部材50を介して所要の間隙Gを設定して対向配置した内側構成部22bと、前記ベーン24より回転方向後方に円筒形ハウジング10の内壁部10aに弾力的に当接するガイドローラ26を設けた後方側構成部22cとからなる3分割構造により構成されている。
In the present embodiment, each
前記ピストン22の外側構成部22aに設けられるベーン24は、それぞれスプリング25およびローラ受部材23aを介して、円筒形ハウジング10の内周壁部10aにローラ23を弾力的に当接するように設定したローラベーンにより構成される(図6参照)。また、前記ピストン22の後方側構成部22cに設けられるガイドローラ26は、複数のローラ27a、27b、27cをそれぞれ所要間隔離間させて、共通のスプリング29で弾力的に保持された支持部材28に支持された構成からなる(図6参照)。
The
なお、前記ピストンシリンダ20A〜20Dに設けられる各ピストン22は、図5に示すように、ロータ12のボス部分を進退自在に貫通して、相互に対向位置するピストン22、22のそれぞれ内側構成部22bと後方側構成部22cとの間を、一対のロッド部材51、52により結合する。このように構成することにより、相互に対向位置するピストン22、22は、前記円筒形ハウジング10の内壁部10aに対して、同時にかつ相関的に進退移動する(図5参照)。
As shown in FIG. 5, each
また、本実施例における回転形流体エンジンにおいては、前記円筒形ハウジング10の内周部に形成された各仕切室16A〜16D内における流体を、ロータ12の回転と共に順次移動させて最大容積状態となる前記仕切室16B内から順次流出させると共に、最小容積状態となった前記仕切室16A内より順次流入するように配管接続した第1の外部流体回路18を設ける(図5参照)。
Further, in the rotary fluid engine in the present embodiment, the fluid in each of the
さらに、本実施例における回転形流体エンジンにおいては、前記各ピストンシリンダ20A〜20Dのピストン22の後端部側に形成されるピストンシリンダ室内における流体を、ロータ12の回転と共に順次移動させて最大容積状態から最小容積状態への変化に対して、所定容量の流体が順次循環移動するように、ロータ12のボス部分に連通孔54を穿設する(図5ないし図7参照)。
Further, in the rotary fluid engine in the present embodiment, the maximum volume is obtained by sequentially moving the fluid in the piston cylinder chamber formed on the rear end side of the
しかるに、前記円筒形ハウジング10においては、最大容積状態となる仕切室16Bの先頭ベーン24の位置から、最小容積状態となる前記仕切室16Dの位置までの内周壁部10aに、連続する円周溝部34を設ける。この場合、前記最大容積状態となる前記仕切室16Bの先頭ベーン24の位置に対応して、前記第1の外部流体回路18の配管と連通する流体導出開口部35を設ける。また、前記第1の外部流体回路18の配管の一部には、所要量の流体を貯留してその流量を調整することができる大気圧保持型の流体流量調整タンク55を設ければ好適である。そして、前記最小容積状態となる前記仕切室16Dの先頭ベーン24の位置に対応して、流体を貯留してその流量を調整することができる大気圧保持型の流体流量調整タンク56に配管57を介して連通する流体調整開口部58を設ける(図5参照)。
However, in the
すなわち、図5に示すロータ12の配置状態において、仕切室16Cと16Dが前記円周溝部34によって連通状態であり、時計回り方向に回転移動するロータ12が図5に示す直前にあって、仕切室16B内において加圧状態となる流体は、図5に示す状態となると同時に、前記第1の外部流体回路18の配管と連通する流体導出開口部35へ排出される。次いで、ロータ12の時計回り方向への回転移動により、仕切室16B〜16Dが連通状態となって、仕切室16Cと16D内の流体が前記円周溝部34を介して仕切室16Bに設けた前記第1の外部流体回路18の配管と連通する流体導出開口部35へ排出されることになる。
That is, in the arrangement state of the
また、前記円筒形ハウジング10においては、最小容積状態となる仕切室16Aの先頭ベーン24の位置に対応し、前記第1の外部流体回路18の配管と連通する流体導入開口部36を設ける。この場合、前記第1の外部流体回路18の配管の一部には、ロータ12の回転軸としての偏心軸14と同軸に結合されて同期回転駆動され、流体を加圧加速するためのらせん形ポンプ38を設けると共に、空気抜き手段42を設ければ好適である。そして、前記流体導入開口部36に連通する第1の外部流体回路18の配管には、前記仕切室16Aに対し、流体の圧力を加圧してロータ12に所要の回転駆動力を起生させるための流体加圧手段40を設ける(図5参照)。なお、流体加圧手段40としては、例えば高圧ボンベ等に充填された高圧気体(50kg/cm2 以上)を、適宜圧力調整弁を介して流体に所要の圧力を作用させるように構成したものを設けることができる。
Further, the
さらに、前記円筒形ハウジング10の内部において、円形のロータ12を偏心させて軸支する偏心軸14は、ロータ12に対し複葉カム結合44からなる構成とすることができる。このように構成することにより、ロータ12を介して偏心軸14に伝達される回転駆動力を効果的に増大することができる(図5および図6参照)。
Further, the
なお、図5および図6に示すように、ロータ12に設けたピストンシリンダ20A〜20Dの各ピストン22の構成において、外側構成部22aと内側構成部22bとを所要の間隙Gを介して対向配置させるための弾性部材50は、内側構成部22bに一端を固定したロッド50aとスプリング50bと外側構成部22aに穿設したロッド挿通孔59とから構成されている。従って、これらの弾性部材50により、ピストン22の外側構成部22aは、円筒形ハウジング10の仕切室16の内圧が増大した際に、弾性部材50の弾力に抗して内側構成部22bと接近し、仕切室16の容積増大を図って、ロータ12の回転駆動力の増大に寄与することが可能となる。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the configuration of each
そこで、本実施例の回転形流体エンジンにおいて、図5および図8に示すように、最小容積状態となる仕切室16Aの先頭ベーン24の位置で、この場合におけるピストン22の外側構成部22aと内側構成部22bとの間に形成される間隙Gに対応させて、円筒形ハウジング10の一側壁部11aに開口部60を設ける。そして、この開口部60を前記流体導出開口部35と連通する第1の外部流体回路18の配管に連通接続する。このように構成することにより、前記最小容積状態となる仕切室16Aに、流体導入開口部36を介して第1の外部流体回路18より加圧流体が導入される場合、ピストン22の外側構成部22aが弾性部材50の弾力に抗して内側構成部22bと接近する際に、その間隙G内部の流体を、前記開口部60を介して第1の外部流体回路18へ導出することにより、仕切室16Aの容積増大を迅速に達成することができる。
Therefore, in the rotary fluid engine of the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 8, at the position of the leading
また、最大容積状態となる仕切室16Bの先頭ベーン24の位置で、この場合におけるピストン22の外側構成部22aと内側構成部22bとの間に形成される間隙Gに対応させて、円筒形ハウジング10の一側壁部11aに開口部62を設ける。そして、この開口部62を、外部連通管63を介して、隣接する仕切室16Cを形成する円筒形ハウジング10の一側部に設けた開口部64に連通接続する。このように構成することにより、仕切室16Bが最大容積となる状態に先頭ベーン24が位置した際に、ピストン22の外側構成部22aが弾性部材50の弾力に抗して内側構成部22bと接近している間隙Gは、前記開口部62、64および外部連通管63を介して隣接する最大容積状態となる仕切室16B内部と連通し、前記間隙G内部へ流体が導入されて、ピストン22の外側構成部22aと内側構成部22bとの関係が原状に復帰する。
In addition, at the position of the leading
前述したように、本実施例における回転形流体エンジンは、円筒形ハウジング10の内部に円形のロータ12を偏心させて軸支し、このロータの外周部に複数のピストンシリンダ20A〜20Dを設け、これらピストンシリンダのピストン22と一体化して前記円筒形ハウジングの内壁部に当接し、複数の仕切室16A〜16Dを形成するベーン24をそれぞれ設けた簡便な構成とすることができる。
As described above, in the rotary fluid engine in the present embodiment, the
そこで、前記各仕切室16A〜16Dにおいて、ロータ12の回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から流体を順次流出させると共に、最小容積状態となる前記仕切室内へ順次流入するように接続配置した第1の外部流体回路18を設けると共に、前記各ピストンシリンダ20A〜20D室内において、ロータ12の回転と共に順次ピストンシリンダ20A〜20D室内を循環移動させるように構成することにより、前記円筒形ハウジング10の内部に形成される複数の仕切室内およびピストンシリンダ室内において、それぞれ流体を円滑に循環させることができる再循環経路を容易かつ簡便に設けた構成とすることができる。
Therefore, in each of the
そして、前記流体が再流入される仕切室に連通接続される第1の外部流体回路18に対し、流体加圧手段40を設けた構成とすることにより、前記再循環経路を流れる流体の圧力を適正に加圧して、ロータ12を図5において時計回り方向に所要の回転駆動力を起生させ、動力エンジンとして極めて有効な機能を発揮させることができることを特徴とするものである。
The fluid pressure means 40 is provided for the first
従って、前記構成からなる本実施例の回転形流体エンジンを実施するに際しても、前記実施例と同様に、気密性の高いハウジング構成とし、流体には粘度指数が高く(100以上)、酸化安定性、坑乳化性、防食性、消泡性の優れたナフテン系またはパラフィン系の作動油を使用し、流体加圧手段による加圧条件は約55kg/cm2 以上に設定することにより、直径を約0.18mとし、仕切室の全容積を約3.8m3 に設定したロータを、平均して約800rpmで回転駆動させることができ、その回転軸(偏心軸)においても平均して約110kgf・m/sec 以上の駆動出力を得ることが可能である。 Accordingly, when the rotary fluid engine of the present embodiment having the above-described configuration is implemented, a housing configuration having a high airtightness, a fluid having a high viscosity index (100 or more), and oxidative stability as in the above-described embodiment. Using a naphthenic or paraffinic hydraulic oil with excellent emulsifying properties, anticorrosive properties, and antifoaming properties, and setting the pressurizing condition by the fluid pressurizing means to about 55 kg / cm2 or more, the diameter is about 0 .18 m and the total volume of the partition chamber set to about 3.8 m 3 can be driven to rotate at an average of about 800 rpm, and the average rotation axis (eccentric shaft) of about 110 kgf · m / It is possible to obtain a drive output of sec or more.
以上、本発明の好適な実施例についてそれぞれ説明したが、本発明は前記各実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更を行うことが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and many design changes can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.
10 円筒形ハウジング 10a 内周壁部
11a、11b 側壁部 12 ロータ
14 偏心軸 16A〜16D 仕切室
18 第1の外部流体回路 19 第2の外部流体回路
20A〜20D ピストンシリンダ 22 ピストン
22a 外側構成部 22b 内側構成部
22c 後方側構成部 23 ローラ
23a ローラ受部材 24 ベーン
25 スプリング 26 ガイドローラ
27a、27b、27c ローラ 28 支持部材
29 スプリング 30 開口溝部
31 流体導入開口部 32 開口溝部
33 流体導出開口部 34 円周溝部
35 流体導出開口部 36 流体導入開口部
37 流体貯槽 38 らせん形ポンプ
40 流体加圧手段 41 加圧開口部
42 空気抜き手段 43 空気抜き開口部
44 複葉カム結合 46 ガイドロッド
46a 一端 46b 他端
47 ガイド孔 48 ばね部材
50 弾性部材 50a ロッド
50b スプリング 51、52 ロッド部材
54 連通孔 55、56 流体流量調整タンク
57 配管 58 流体調整開口部
59 ロッド挿通孔 60 開口部
62 開口部 63 外部連通管
64 開口部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ロータにおけるピストンシリンダのピストンと一体化して設けたベーン(24)は、それぞれスプリング(25)およびローラ受部材(23a)を介して、円筒形ハウジングの内周壁部にローラ(23)を弾力的に当接するように設定したローラベーンにより構成し、
前記ロータにおけるピストンシリンダのピストン(22)には、ベーンより回転方向後方に円筒形ハウジングの内周壁部(10a)に弾力的に当接するガイドローラ(26)を設け、
前記円筒形ハウジングにおいて、最大容積状態になる仕切室の先頭ベーンの位置から最小容積状態となる仕切室の位置までの内周壁部(10a)に、連続する円周溝部(34)を設け、
前記各ピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)のピストンの後端部側に形成されるピストンシリンダ室内に対し、前記円筒形ハウジング(10)の一方の側壁部(11a)に、前記第1の外部流体回路(18)の配管と前記最小容積状態となる前記ピストンシリンダ室内とを相互に連通して、流体を導入する開口溝部(30)を設けると共に、前記円筒形ハウジング10の他方の側壁部(11b)に、前記第2の外部流体回路(19)の配管と前記最大容積状態となる前記ピストンシリンダ室内とを相互に連通して、流体を導出する開口溝部(32)を設け、
前記各仕切室(16A、16B、16C、16D)において、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から前記流体を順次流出させ、前記各ピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)において、最小容積状態となる前記ピストンシリンダ室内へ前記流体を順次流入するように配管接続した第1の外部流体回路(18)と、
前記各ピストンシリンダにおいて、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記ピストンシリンダ室内から前記流体を順次流出させ、前記各仕切室において、最小容積状態となる前記仕切室内へ前記流体を順次再流入するように配管接続した第2の外部流体回路(19)とを設け、
さらに前記流体が再流入する仕切室に対し、流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段(40)を設けたことを特徴とする回転形流体エンジン。 The interior of the cylindrical housing (10) by an eccentric circular rotor (12) rotatably supported, a plurality of piston cylinder divided arranged equiangularly in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the rotor (20A, 20B, 20C, 20D) and integrated with each piston (22) of these piston cylinders to contact the inner peripheral wall (10a) of the cylindrical housing to form a plurality of partition chambers (16A, 16B, 16C, 16D) , respectively. be provided vanes (24),
The vane (24) provided integrally with the piston of the piston cylinder in the rotor elastically feeds the roller (23) to the inner peripheral wall portion of the cylindrical housing via the spring (25) and the roller receiving member (23a), respectively. Configured with roller vanes set to abut against
The piston (22) of the piston cylinder in the rotor is provided with a guide roller (26) that elastically contacts the inner peripheral wall (10a) of the cylindrical housing behind the vane in the rotational direction ,
In the cylindrical housing, a continuous circumferential groove (34) is provided on the inner peripheral wall portion (10a) from the position of the leading vane of the partition chamber in the maximum volume state to the position of the partition chamber in the minimum volume state,
With respect to the piston cylinder chamber formed on the rear end side of the piston of each piston cylinder (20A, 20B, 20C, 20D), the first side wall (11a) of the cylindrical housing (10) The external fluid circuit (18) of the cylinder and the piston cylinder chamber in the minimum volume state communicate with each other to provide an opening groove (30) for introducing fluid, and the other side wall of the cylindrical housing 10 An opening groove portion (32) through which the pipe of the second external fluid circuit (19) and the piston cylinder chamber in the maximum volume state are communicated with each other in the portion (11b) to lead out the fluid ;
In each of the partition chambers (16A, 16B, 16C, 16D), the fluid is sequentially discharged from the partition chambers that sequentially move with the rotation of the rotor to reach the maximum volume state, and the piston cylinders (20A, 20B, 20C, 20D), a first external fluid circuit (18) piped to sequentially flow the fluid into the piston cylinder chamber that is in a minimum volume state ;
In each of the piston cylinders, the fluid is sequentially flown out of the piston cylinder chamber that is sequentially moved along with the rotation of the rotor to reach the maximum volume state, and the fluid is sequentially flowed into the partition chamber in the minimum volume state in each of the partition chambers. A second external fluid circuit (19) piped to re-inflow ,
Further rotary fluid engine in which the fluid to the compartments to be re-flowing, characterized in that the pressure of the fluid provided pressurizing fluid pressure means for antibody caused a required rotational driving force to the rotor (40).
前記ロータに設けたピストンシリンダのピストン(22)は、ベーン(24)を設けた外側構成部(22a)と、この外側構成部の背後において弾性部材(50)を介して所要の間隙(G)を設定して対向配置した内側構成部(22b)と、前記ベーンより回転方向後方に円筒形ハウジングの内周壁部(10a)に弾力的に当接するガイドローラ(26)を設けた後方側構成部(22c)とからなる、3分割構造により構成し、
前記各ピストンシリンダ(20A、20B、20C、20D)は、それぞれロータのボス部分に近接した位置に連通孔(54)を穿設して、相互に隣接する前記各ピストンシリンダのピストンの後端部側に形成されるピストンシリンダ室内を連通接続し、
前記円筒形ハウジングにおいて、最大容積状態となる仕切室の先頭ベーンの位置から最小容積状態となる仕切室の位置までの内周壁部(10a)に、連続する円周溝部(34)を設け、
前記各仕切室(16A、16B、16C、16D)において、ロータの回転と共に順次移動して最大容積状態となる前記仕切室内から前記流体を順次流出させると共に、最小容積状態となる前記仕切室内へ前記流体を順次流入するように配管接続した外部流体回路(18)を設け、
前記円筒形ハウジングの一側壁部(11a)には、最小容積状態となる仕切室の先頭ベーンの位置で、ピストンの前記外側構成部(22a)と前記内側構成部(22b)との間に形成される間隙(G)に対応して、外部流体回路(18)と連通する開口部(60)を設けると共に、最大容積状態となる仕切室の先頭ベーンの位置で、ピストンの前記外側構成部(22a)と前記内側構成部(22b)との間に形成される間隙(G)に対応して、隣接する仕切室と外部連通管(63)を介して相互に連通接続する開口部(64)を設け、
さらに前記流体が再流入する仕切室に対し、流体の圧力を加圧してロータに所要の回転駆動力を起生させる流体加圧手段(40、38)を設けたことを特徴とする回転形流体エンジン。 A plurality of piston cylinders (20A, 20B) are arranged in a cylindrical housing (10) by eccentrically supporting a circular rotor (12) and being divided and arranged at equal angles in the circumferential direction on the outer periphery of the rotor (12). 20C, 20D), integrated with each piston (22) of these piston cylinders, and abutted against the inner peripheral wall portion (10a) of the cylindrical housing, respectively, and a plurality of partition chambers (16A, 16B, 16C, 16D). A vane (24) forming
The piston (22) of the piston cylinder provided on the rotor includes an outer component (22a) provided with a vane (24) and a required gap (G) via an elastic member (50) behind the outer component. And a rear-side constituent portion provided with a guide roller (26) that elastically contacts the inner peripheral wall portion (10a) of the cylindrical housing at the rear in the rotational direction from the vane. (22c) consisting of a three-part structure ,
Each of the piston cylinders (20A, 20B, 20C, 20D) has a communication hole (54) at a position close to the boss portion of the rotor, and the rear end portions of the pistons of the piston cylinders adjacent to each other. The piston cylinder chamber formed on the side is connected in communication ,
In the cylindrical housing, a continuous circumferential groove (34) is provided on the inner peripheral wall portion (10a) from the position of the leading vane of the partition chamber in the maximum volume state to the position of the partition chamber in the minimum volume state,
In each of the partition chambers (16A, 16B, 16C, and 16D), the fluid is sequentially discharged from the partition chamber that is sequentially moved with the rotation of the rotor to reach the maximum volume state, and the fluid is discharged into the partition chamber that is in the minimum volume state. An external fluid circuit (18) connected by piping so as to sequentially flow in fluid is provided ,
One side wall portion (11a) of the cylindrical housing is formed between the outer component portion (22a) and the inner component portion (22b) of the piston at the position of the leading vane of the partition chamber that is in the minimum volume state. Corresponding to the gap (G), an opening (60) communicating with the external fluid circuit (18) is provided , and the outer component ( Corresponding to a gap (G) formed between 22a) and the inner component (22b), an opening (64) that is connected to and communicates with an adjacent partition chamber via an external communication pipe (63). Provided ,
Further, a rotary fluid is provided with fluid pressurizing means (40, 38) for generating a required rotational driving force in the rotor by increasing the pressure of the fluid in the partition chamber into which the fluid re-inflows. engine.
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