JPH0229841B2 - - Google Patents

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JPH0229841B2
JPH0229841B2 JP60504873A JP50487385A JPH0229841B2 JP H0229841 B2 JPH0229841 B2 JP H0229841B2 JP 60504873 A JP60504873 A JP 60504873A JP 50487385 A JP50487385 A JP 50487385A JP H0229841 B2 JPH0229841 B2 JP H0229841B2
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rotary
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Mihyaeru Eru Tsuetsutonaa
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3566Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08Rotary pistons

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

請求の範囲 1 作業ガスの膨張圧力を機械的な回転運動に変
換するためのロータリー機関1であつて、円筒状
の外周面102を備えた機関内側部分101と、
この機関内側部分101を取り囲む、前記外周面
に向かい合つて位置する円筒状の内周面124を
備えた機関外側部分123と、機関内側部分10
1と機関外側部分123とを互いに回転可能に支
承する軸受け142,143と、一方の円筒状の
周面102に設けられた、他方の円筒状の周面1
24に対してシールされて作業ガスの膨張圧力を
一方の機関部分101に伝達する少なくとも1つ
の作業カム104,105,106と、作業ガス
用の膨張室107,108,109として作業カ
ム104,105,106に続いて同じ円筒状の
周面102内に設けられた少なくとも1つのセグ
メント状の切欠きと、流入する作業ガスのための
各膨張室107,108,109内の流入開口1
10,111,112と、少なくとも1つの対抗
圧部材126,127,128,129用の少な
くとも1つの制御装置とが設けられていて、前記
対抗圧部材が他方の円筒状の周面124に支承さ
れて膨張室107,108,109内に突入して
いてかつ作業ガスの膨張圧力を他方の機関部分1
23に伝達しかつ作業ガスのための各膨張室10
7,108,109内の流出開口113,11
4,115を当初閉鎖するようになつていて、更
に、対抗圧部材126,127,128,129
が、作業カム104,105,106に接近した
ばあい制御装置によつて膨張室107,108,
109から偏位させられて流出開口113,11
4,115を開放するようになつている形式のも
のにおいて、前記両周面102,124が形状の
適合した環状面の形状を有していて、このばあい
環状面102,124の、軸線長手方向での軸方
向断面でみて、一方の環状面102がおう面状の
放物線状の曲線形状をかつ他方の環状面124が
とつ面状の放物線状の曲線形状を有しかつ両環状
面102,124が密な滑り対偶で2つの円形の
スリツト148,149を形成する環状面外縁部
103,125まで互いに平行にのびていること
を特徴とする、作業ガスの膨張圧力を機械的な回
転運動に変換するためのロータリー機関。
2 前記曲線が放物線である請求の範囲第1項記
載のロータリー機関。
3 放物線状の曲線が双曲線である請求の範囲第
1項記載のロータリー機関。
4 放物線状の曲線が頂部曲線としての1つの円
弧区分145とこの円弧区分の円弧端部に続く有
利には鋭角(α)を成す2本の直線146,14
7とから成つている請求の範囲第1項記載のロー
タリー機関。
5 おう面状の環状面102内の膨張室107,
108,109として用いられる切欠きがおう面
状の環状面の底部範囲の附加的なおう面状の切欠
きから成つていて、このばあい放物線状の曲線の
曲線枝に相応する環状面部分が滑り対偶で互いに
平行にのびていてかつ両環状面102,124の
頂点に相応する頂線が互いに間隔をおいて位置し
ていて、これによつて膨張室107,108,1
09がおう面状の環状面102ととつ面状の環状
面124と一方の作業カム104,105,10
6の前面と他方の作業カム104,105,10
6の後面とによつて制限されている請求の範囲第
1項から第4項までのいずれか1項記載のロータ
リー機関。
6 周方向でみて各膨張室107,108,10
9の端部が作業カム104,105,106の上
側で、それぞれおう面状の環状面102内に配置
された、滑り接触でとつ面状の環状面124に接
触する少なくとも1つのシール116,117,
118によつてシールされている請求の範囲第1
項から第4項までのいずれか1項記載のロータリ
ー機関。
7 シール116,117,118が軸線長手方
向での軸方向断面によつて与えられた一平面内に
位置している請求の範囲第6項記載のロータリー
機関。
8 機関内側部分101と機関外側部分123と
の間の円形のスリツト148,149がそれぞれ
外部に対してラビリンスシール150,151に
よつてシールされている請求の範囲第1項から第
7項までのいずれか1項記載のロータリー機関。
9 放物線状の曲線の曲線枝に相応する環状面部
分がラビリンスシール150,151の一部であ
る請求の範囲第8項記載のロータリー機関。
10 隣接する2つの膨張室107,108がそ
れぞれ1つの放物線状のシール117によつて互
いにシールされている請求の範囲第6項記載のロ
ータリー機関。
11 対抗圧部材126がとつ面状の環状面12
4を有する機関部分123内の切欠き136を貫
通して膨張室107内に突入していてかつ軸線長
手方向での軸方向断面でみて膨張室107のおう
面状の環状面102に形状の適合した形状を有し
ていてかつおう面状の環状面102に滑り対偶に
よつて接触している請求の範囲第1項から第10
項までのいずれか1項記載のロータリー機関。
12 対抗圧部材126が周方向でみて膨張室1
07内のおう面状の環状面102に対して、この
環状面102に接触する少なくとも1つのシール
137によつてシールされている請求の範囲第1
1項記載のロータリー機関。
13 対抗圧部材126の縁部130又は対抗圧
部材126のシール137の縁部141がかき取
り縁部として形成されていて、該かき取り縁部に
よつて膨張室107内の堆積物が流出開口113
の方向に搬送されるようになつている請求の範囲
第11項又は第12項記載のロータリー機関。
14 対抗圧部材126がシール作用を生ぜしめ
るために膨張室107内で自体形状接続的なはめ
合い部を有している請求の範囲第1項から第13
項までのいずれか1項記載のロータリー機関。
明細書 本発明は、作業ガスの膨張圧力を機械的な回転
運動に変換するためのロータリー機関に関する。
ロータリー機関のために理論的にすでに多くの
機関構想が考えられている。主要グループのこの
ような機関は、共通の軸線を中心として支承され
た互いに相対的に回転可能な2つの機関部分を有
し、該機関部分の間には環状の中空室が設けられ
ている。このばあい前記中空室は単数又は複数の
可動部分と単数又は複数の定置部分とによつて中
断されて区分化されている。このばあい可動部分
は一方の機関部分にかつ定置部分は他方の機関部
分に固定されている。これによつて環状の中空室
は周方向でみて部分室に分割されるので、それぞ
れ定置部分と可動部分との間に容積の可変な膨張
室が形成される。前記環状セグメント状の膨張室
内では作業ガスの膨張が行なわれる。作業ガスは
熱い燃焼ガスであるが、蒸気、圧縮ガス又はすべ
ての周知の膨張媒体を使用することもできる。
上記機関構想では環状セグメント状の膨張室は
往復動機関のシリンダ室に相応している。しかし
このようなロータリー機関を十分機能させるに
は、作業ガスの流出を阻止するために、各膨張室
を周方向並びに半径方向で外部に対してシールす
る必要がある。往復動機関のばあいには、円形の
ピストンを円形のシリンダに対してシールするこ
とは問題ない。このようなシールは、材料の異な
る温度膨張を補償できる適当なプレロードをかけ
られた単数又は複数のシールリングを介して行な
われるか又はピストン横断面が適当に小さいばあ
いには全くピストンリングを用いずに行なわれる
が、しかしながらロータリー機関のばあいには連
続的なシリンダ面によつてではなく、断続的なシ
リンダ面によつて行なわれる。
このばあいいわゆる“バンケル機関”のばあい
には、特に多数のシールすべきエツヂが集中する
個所で著しい困難性が生ずる。すべての公知のロ
ータリー機関のばあいには申し分のないシール性
が不足しているという問題が生ずる。このことは
以下に公知の機関構想の6つの実施例で詳細に述
べる。
ドイツ連邦共和国特許第283368号明細書(シユ
レーダー:Schroeder)では、円筒状のロータと
このロータを取り囲む環状のステータ(内側回転
式)とを有するロータリー機関が開示されてい
る。このばあいステータの内側にはロータに設け
られた作業カムによつてステータ内に戻し移動可
能なスライダが支承されていてかつロータの周面
内には膨張室としてセグメント状の切欠きが設け
られている。前記切欠きの一端には燃焼室が配置
されていてかつ切欠きの他端はスライダをステー
タ内に戻し移動させる傾斜台に移行している。前
記ロータリー機関には、スライダをステータに対
して並びにロータに対してシールしなければなら
ないという重大な欠点がある。膨張室は軸線長手
方向での軸方向断面でみて方形の形状を有してい
るので、スライダのシールは、軸方向断面でみ
て、スライダにおいて直角なエツヂをシールしな
ければならないということを意味する。このこと
は永久的に不可能である。
アメリカ合衆国特許第1239853号明細書(ワル
ター:Walter)で開示された機関は前記ドイツ
連邦共和国特許第283368号明細書で開示された機
関と同じ原理に従つて作業する。燃焼ガスはデイ
スク弁を介して環状の燃焼室内に流入する。スラ
イダは外側に位置するレバー制御機構を介して膨
張室に対して突入させられかつ突出させられる。
このばあいにも円形セグメント状の膨張室は方形
の横断面を有しているので、このばあいにもエツ
ヂをシールする必要がある。
アメリカ合衆国特許第1478378号明細書(ブラ
ウン:Brown)で開示されたロータリー機関で
は、膨張室および作業カムもしくはピストンを環
状に構成することによつて、エツヂと関連したシ
ール問題を回避しようとしている。しかしながら
結果的にエツヂに関連したシール問題が転位させ
られたに過ぎなかつた。それというのも膨張室の
壁は完全に円形ではなく、むしろステータはそれ
ぞれ鋭角のエツヂを以つてピストンを両側から取
り囲んでいるからである。前記鋭角のエツヂはピ
ストンシリンダの前後の室の間で、周方向でみて
シール不能な円形セグメント状の流過部を形成す
る。
アメリカ合衆国特許第3712273号明細書(トー
マス:Thomas)で開示された機関のばあい、軸
線長手方向での軸方向断面でみて明らかなよう
に、ステータは先細の円形セグメント状のエツヂ
によつてロータ内に突入している。この先細の円
形セグメント状のエツヂも周方向でみてシール不
能である。このことは回転するピストンの前方
の、作業ガスを含有する室がピストンの後方の室
に対してシール不能であるということを意味して
いる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第2429553号明
細書(ウエンツル:Wenzel)では流入開口およ
び流出開口を有する回転ピストン機関が開示され
ていて、この機関は、流出開口がフラツプによつ
て制御されるケーシング内で駆動軸上に、作業カ
ムに設けられたシール条片を備えたロータを有し
ている。このばあい作業カムを除いてケーシング
とロータとは互いに向かい合うほぼ円筒状の面を
有し、これら面の間には、圧力室を遮断する制御
されたシール部材が運動できる円筒状の環状室が
形成されている。軸線長手方向での軸方向断面で
みて圧力室は方形の横断面を有している。このこ
とは、シール部材並びに作業カムが少なくとも2
つのシールすべきエツヂを有しているということ
を意味している。周方向並びに半径方向で前記エ
ツヂを同時にシールすることは永久的に不可能で
ある。
ヨーロツパ特許出願公告第0080070A1明細書
(ツエツトナー:Zettner)では、横断面の円形の
ロータとこのロータを取り囲む還状のステータ
(内側回転式)とを有する内燃機関が開示されて
いる。前記ステータは、ロータの周面内に膨張室
として環状セグメント状の切欠きが設けられるよ
うに構成されていて、前記切欠きの一端には燃焼
室が配置されていてかつ切欠きの他端は傾斜台に
移行している。ステータの内側にはフラツプが旋
回可能に支承されていて、このフラツプは膨張す
る燃焼ガスの力を受け止めるためにロータの切欠
き内で旋回可能でかつ傾斜台によつてステータ内
に戻し旋回可能である。前記ロータリー機関のば
あいにも膨張室は軸線長手方向での軸方向断面で
みて方形の形状を有していて、これによつて傾斜
台並びにフラツプに、周方向並びに半径方向でシ
ールすべき方形のエツヂが生ずるようになる。周
方向並びに半径方向で前記エツヂを同時にシール
することは永久的に不可能である。
従つて本発明の課題は、周方向でみて定置部分
と可動部分とによつて制限されている環状の膨張
室を有するロータリー機関のために、摩耗特性の
点で少なくとも往復動機関のシリンダシール機構
に匹敵ししかもロータリー機関の効率に不都合な
影響を及ぼさないシール機構を開発することにあ
る。
前記課題は本発明によれば、作業ガスの膨張圧
力を機械的な回転運動に変換するためのロータリ
ー機関であつて、円筒状の外周面を備えた機関内
側部分と、この機関内側部分を取り囲む、前記外
周面に向かい合つて位置する円筒状の内周面を備
えた機関外側部分と、機関内側部分と機関外側部
分とを互いに回転可能に支承する軸受けと、一方
の円筒状の周面に設けられた、他方の円筒状の周
面に対してシールされて作業ガスの膨張圧力を一
方の機関部分に伝達する少なくとも1つの作業カ
ムと、作業ガス用の膨張室として作業カムに続い
て同じ円筒状の周面内に設けられた少なくとも1
つのセグメント状の切欠きと、流入する作業ガス
のための各膨張室内の流入開口と、少なくとも1
つの対抗圧部材用の少なくとも1つの制御装置と
が設けられていて、前記対抗圧部材が他方の円筒
状の周面に支承されて膨張室内に突入していてか
つ作業ガスの膨張圧力を他方の機関部分に伝達し
かつ作業ガスのための各膨張室内の流出開口を当
初閉鎖するようになつていて、更に、前記対抗圧
部材が、作動カムに接近したばあい制御装置によ
つて膨張室から偏位させられて流出開口を開放す
るようになつている形式のものにおいて、前記両
周面が形状の適合した環状面の形状を有してい
て、このばあい環状面の、軸線長手方向での軸方
向断面でみて、一方の環状面がおう面状の放物線
状の曲線形状をかつ他方の環状面がとつ面状の放
物線状の曲線形状を有しかつ両環状面が密な滑り
対偶で2つの円形のスリツトを形成する環状面外
側縁部まで互いに平行にのびていることによつて
解決された。放物線状の環状面として周面を構成
することによつて機関内部で周方向並びに半径方
向でシールすべきすべてのエツヂが除かれかつ機
関におけるこれと関連した前述のシール問題が回
避される。
図面において本発明の実施例を説明する。この
ばあい第1図は第2図の半分の中央線−線に
沿つて機関軸線に対して垂直方向で断面したロー
タリー機関の第1実施例図、第1A図はかき取り
縁部を有する対抗圧部材の部分断面図、第1B図
はシールに設けられたかき取り縁部を有する対抗
圧部材の部分断面図、第2図は第1図−線に
沿つた断面図、第2A図は放物線状の曲線を示す
図、第3図は第1図−線に沿つた断面図、第
4図は第1図−線に沿つた断面図、第5図は
第1図−線に沿つた断面図、第6図は第7図
の半分の中央線−に沿つて機関軸線に対して
垂直方向で断面したロータリー機関の第2実施例
図、第7図は第6図−線に沿つた断面図、第
8図は第6図−線に沿つた断面図、第9図は
第6図−線に沿つた断面図、第10図はシユ
レーダー(Schroeder)・機関の部分断面斜視図、
第11図はワルター(Walter)・機関の部分断面
斜視図、第12図はブラウン(Brown)・機関の
部分断面斜視図、第13図はトーマス
(Thomas)・機関の部分断面斜視図、第14A図
および第14B図はそれぞれウエンツエル
(Wenzel)・機関の部分断面斜視図、第15図は
ツエツトナー(Zettner)・機関の部分断面斜視図
である。
第1図では第2図の半分の中央線−に沿つ
た機関軸線に対して垂直方向の断面図でロータリ
ー機関を図示している。この第1実施例の機関タ
イプのロータリー機関を以下に詳述する。
ロータリー機関1は円筒状の外周面102を備
えた機関内側部分101とこの機関内側部分を取
り囲む、円筒状の内周面124を備えた機関外側
部分123とから成つていて、このばあい第2図
から明らかなように、前記外周面102と内周面
124とは互いに密に向かい合つて位置してい
る。円筒状の外周面102内にはロータリー機関
を駆動する作業ガス用の膨張室107,108,
109としてセグメント状の切欠きが設けられて
いる。それぞれ2つのセグメント状の切欠き、例
えば切欠き107,108の間では円筒状の周面
の一部が作業カム104を形成している。第1図
で図示された実施例ではロータリー機関は3つの
膨張室107,108,109ひいては3つの作
業カム104,105,106を有している。膨
張室107は円筒状の内周面124に対して周方
向でシール116によつてシールされている。こ
れによつて、作業カム104は作業ガスの膨張圧
力をトルクとして機関内側部分101に伝達する
ことができる。膨張室108,109は同じ形式
でシール117,118によつてシールされてい
る。膨張室107にはロータリー機関を駆動する
作業ガス用の流入開口110が開口している。同
じことは別の膨張室108,109にも当て嵌
る。
作業ガスとしては直接流入開口110,11
1,112に供給される圧縮空気、水蒸気、有機
的な蒸気および排ガスを使用できる。更に液状又
はガス状の燃料を外部の燃焼室において酸化物、
例えば空気酸素によつて燃焼させて、燃焼ガスを
流入開口を介して膨張室内に導入することができ
る。更に、燃料を流入開口を介して直接膨張室内
に導入して、膨張室内で例えば回転方向でみて作
業カム104,105,106の後面に配置でき
る点火プラグによつて点火して燃焼させることが
できる。
機関外側部分123の円筒状の円周面124に
は、膨張室107内に突入して作業ガスの膨張圧
力を機関外側部分123に伝達する対抗圧部材1
26が支承されている。全体として機関外側部分
123には4つの対抗圧部材126,127,1
28,129が設けられている。更に対抗圧部材
126は、作業ガスの膨張室によつて生ぜしめら
れる両機関部分101,123相互の相対回転に
基づき制御装置を介して対抗圧部材126が作業
カム106によつて偏位させられて流出開口11
3を開放するまで、作業ガスが流出開口113を
介して膨張室107から逃げれることを阻止す
る。このことは、対抗圧部材126がばね13
2,133,134,135のばね力に抗して第
1図で図示された傾斜台120,121,122
又は類似のものを介して切欠き136内に押し戻
されるように行なわれる。
第1A図では両機関部分101,123相互の
相対的な回転方向でみて後方の対抗圧部材126
の縁部130を示している。前記縁部はかき取り
縁部130として形成されかつ膨張室内の堆積物
をそれぞれの流出開口に向けて搬送する。
第1B図では、かき取り縁部141が対抗圧部
材126のシール137に設けられている別の実
施例を示している。
第2図では第1図−線に沿つたロータリー
機関の、軸線長手方向での軸方向断面を示してい
る。両周面102,124の断面図から明らかな
ように、前記両周面は形状の適合した環状面とし
て形成されていて、このばあい一方の環状面10
2は断面図でみておう面状の放物線状の曲線形状
をかつ他方の環状面124は断面図でみてとつ面
状の放物線状の曲線形状を有している。“放物線
状の曲線”という概念では放物線、第2A図で図
示された放物線に類似した曲線および双曲線を示
している。環状面102,124は前記放物線状
の曲線を機関1の回転軸線を中心として回転させ
ることによつて得られ、このばあい放物線状の曲
線の対称軸線は回転軸線に対して任意の角度を成
すことができる。
両環状面102,124は密な滑り対偶で2つ
の円形のスリツト148,149を形成する外縁
部103,125まで互いに平行にのびている。
“滑り対偶”という一般的に周知の概念では、外
縁部103,125の間の間隔dが以下の3つの
値の少なくとも最大の値に等しいこと、つまり環
状面材料の2倍の平均粗面あらさ又は環状面の真
円性および平面性偏差又は運転中に生ずる環状面
102,124の熱膨張係数差に等しいことを示
している。外部に対するスリツト148,149
の半径方向のシールは附加的にそれぞれラビリン
スシール150,151によつて行なわれる。そ
れというのも放物線状の曲線の曲線枝に相応する
環状面部分がすでにラビリンスシールとして作用
するからである。上記実施例ではラビリンスシー
ル150,151は作業ガス用の流出流路を180
度だけ一度偏向するシールから形成される。しか
しながら自体公知の措置として必要であれば数回
偏向するラビリンスシールを使用することがで
き、このことは例えばタービン技術によつて公知
である。このばあいラビリンスシールは軸線長手
方向での軸方向断面でみて機関軸線に対してそれ
ぞれ任意の角度を成すことができる。機関外側部
分123内の切欠き119は対抗圧部材の懸架部
材を受容するのにおよび/または機関を冷却する
のに用いられる。
ロータリー機関1の両側の軸受け142,14
3によつて機関内側部分101と機関外側部分1
23とは互いに回転可能に支承される。
第2A図では前述の放物線に類似した曲線14
4を示している。放物線に類似した曲線144は
1つの円弧145とこれに接続された2本の直線
146,147とから成つている。円弧145を
越えて直線146,147をのばしたばあいこの
延長直線は常に180゜よりも小さな角度αを成す。
第3図では第1図−線に沿つたロータリー
機関1の、軸線長手方向での軸方向断面を示して
いる。この断面図から明らかなように機関内側部
分101の外周面102内にシール117が配置
されていて、このシールは周方向でみて外周面1
02を機関外側部分123の内周面124に対し
てシールしている。これによつて以下に詳述する
ように膨張室107は作業カム104の範囲でシ
ールされる。特に第3図から容易に推測されるシ
ール117の特性は、最初のなじみ運転過程後事
実上摩耗しないということにある。それというの
も機関外側部分123と機関内側部分101とは
軸受け141,142によつてそれぞれ所望の精
度を以つて遊びなく互いに相対的に回転できるか
らである。
第4図では第1図−線に沿つたロータリー
機関の、軸線長手方向での軸方向断面を示してい
る。従つて第4図は作業ガス用の膨張室108の
断面図でもある。第4図から明らかなように膨張
室108はおう面状の放物線状又は第2A図で示
された放物線に類似した曲線形状又は双曲線形状
を有している。膨張室108の壁は連続的に外周
面102に移行している。膨張室108の一端に
は膨張室108内に流入する作業ガス用の流入開
口111がかつ他端には膨張した作業ガス用の流
出開口114が設けられている。
第5図では第1図の−線に沿つた軸線長手
方向での軸方向断面を示している。この断面図は
膨張室107内での対抗圧部材126を示してい
る。対抗圧部材126は膨張室の壁に形状の適合
した形状を有しかつ膨張室107の壁に対してシ
ール137によつてシールされている。このばあ
いにも明らかなように、対抗圧部材126と膨張
室107との間には周方向でシールすべきエツヂ
は生じない。環状面102内のシール116,1
17,118および対抗圧部材126内のシール
137および対抗圧部材127内のシール138
等の配置によつて、環状面102およびこれに形
状の適合した対抗圧部材126,127,12
8,129の環状面区分が断面図でみて前述の放
物線状の曲線形状のみを有することができるのは
明らかである。このばあいにのみ膨張室から対抗
圧部材が押出されたばあいに直ちにシール11
6,117,118とシール137,138,1
39,140との間に十分な間隔が生ずる。環状
面102,124の側面が対抗圧部材を押出した
ばあいに互いに平行にのびる面部分を有している
ばあいには、シール116,117,118とシ
ール137,138,139,140とが互いに
接触して摩滅させられ、これによつて互いにせん
断される。ばね132は制御装置の一部である。
対抗圧部材132のヘツド131はほぼテーパ状
の4つの面によつて機関外側部分123の切欠き
136の面に接触する。
第1図乃至第5図で図示されたロータリー機関
ではロータリー機関は例えば3つの環状セグメン
ト状の膨張室107,108,109と、3つの
作業カム104,105,106と、4つの対抗
圧部材126,127,128,129とを以つ
てのみ図示されている。作業カムおよび対抗圧部
材の数は、同数のばあいに生ずる死点を避けるた
めに、必ずしも互いに同じである必要はない。
更に機関内側部分101がステータを成しかつ
機関外側部分123がロータを成すことができ
る。しかしこれとは逆に機関内側部分がロータを
かつ機関外側部分がステータを成すこともでき
る。
第6図乃至第9図ではロータリー機関の第2実
施例を示している。第6図は第7の半分の中央線
−に沿つた中央軸線に対して垂直方向の断面
図を示している。ロータリー機関2は外周面20
2を備えた機関内側部分201とこの機関内側部
分を取り囲む、内周面206を備えた機関外側部
分205とから成つていて、このばあい外周面2
02と内周面206とは第7図から明らかなよう
に、2つの環状面の形式で互いに密に向かい合つ
ている。この機関のばあいにも内周面206の間
には作業ガス用の膨張室210として内周面20
6内に少なくとも1つのセグメント状の切欠きが
設けられている。2つのセグメント状の膨張室の
間には作業カム207,208,209として内
周面の一部が残されている。作業カム207は環
状面状の外周面202に対してシール213によ
つてシールされている。これによつて作業カム2
07は作業ガスの膨張圧力をトルクとして機関外
側部分に伝達することができる。膨張室210内
には作業ガス用の流入開口211が開口してい
る。
機関内側部分201の環状面状の外周面202
には膨張室210内に突入して作業ガスの膨張圧
力を機関内側部分201に伝達する対抗圧部材2
03が支承されている。対抗圧部材203は内周
面に206に対して放物線状のシール214によ
つてシールされている。更に対抗圧部材は膨張す
る作業ガス用の流出開口212を、膨張によつて
生ぜしめられる両機関部分201,205相互の
相対回転に基づき制御装置を介して、例えば傾斜
台219を介して対抗圧部材が作業カム207に
よつて偏位せしめられるまで、おおつている。各
対抗圧部材はばね204のばね力によつて内周面
206にもしくは膨張室210の壁に押付けら
れ、このばあい周方向でのシールはシール214
によつて行なわれる。このシールはシール137
と同じ形状を有している。
第7図では第6図−線に沿つたロータリー
機関2の、軸線長手方向での軸方向断面を図示し
ている。この断面図から明らかなように、外周面
202と内周面206とは形状の適合した環状面
の形状を有していて、このばあい内周面は前述の
おう面状の放物線状の曲線形状をかつ外周面はと
つ面状の形状を有している。前記曲線に相応する
とつ面およびおう面状の環状面202,206
は、矢張り前述したように、滑り対偶で2つの円
形のスリツト215,216を形成する環状面外
縁部までのびている。外部に対するスリツト21
5,216の半径方向でのシールはラビリンスシ
ール217,218によつて行なわれる。このば
あいにも必要であれば数回偏向する自体公知のラ
ビリンスシールを使用することもできる。
第8図では第6図−線に沿つたロータリー
機関2の、軸線長手方向での軸方向断面を図示し
ている。この図面はセグメント状の膨張室210
の断面図でもあり、第4図に相応している。
更に第9図では第6図−線に沿つたロータ
リー機関の、軸線長手方向での軸方向断面を示し
ている。この図面から明らかなように、対抗圧部
材202は膨張室210内に進入移動していてこ
の位置でばね204によつて保持されている。膨
張室210の壁に対して周方向での対抗圧部材2
02のシールは第6図で横断面を示されたシール
214によつて行なわれる。このシール214は
第5図のシール137に相応していてかつ第5図
に関連して詳述されている。機関外側部分205
に対して機関内側部分201が相対回転して作業
カム207に接近した際の対抗圧部材201の偏
位運動は傾斜台219によつて生ぜしめられる。
ロータリー機関1とロータリー機関2との相違
点は、図面から難なく推測されるように総合的に
みて、ロータリー機関1のばあい外周面102が
おう面状の形状をかつ内周面124がとつ面状の
形状を有しているのに対して、ロータリー機関2
のばあい外周面202がとつ面状の形状をかつ内
周面206がおう面状の形状を有していることが
異なつている。
周面、膨張室、対抗圧部材および周方向での並
びに外部に対する構成部分相互のシールの構成に
関して前述の原理を使用することによつて、従来
シール性が不十分であるため実現不能であつた公
知の機関構想を十分機能的な機関として開発する
ことができる。以下にこのような機関を7つの実
施例により示す。以下に示すすべてのロータリー
機関では膨張室、作業カムおよび対抗圧部材は軸
線長手方向での軸方向断面でみて前述のような放
物線状の曲線形状を有している。
第10図では膨張室31と作業カム32と対抗
圧部材33とを有するシユレーダー
(Schroeder)・機関30を示している。
第11図では膨張室41と作業ガス42と対抗
圧部材43と作業ガス用の弁制御される流出開口
44とを有するワルター(Walter)・機関40を
示している。
第12図は膨張室51と作業カム52と対抗圧
部材53とを有するブラウン(Brown)・機関5
0を示している。
第13図では膨張室61と作業ガス62と対抗
圧部材63とを有するトーマス(Thomas)・機
関60を示している。
第14A図では膨張室71と作業カム72と対
抗圧部材73とを有するウエンツエル
(Wenzel)・機関の第1実施例を示している。こ
の第1実施例は第1図乃至第5図で示された機関
原理に相応している。
第14B図ではウエンツエル(Wenzel)・機関
80の第2実施例を示しており、このばあい対抗
圧部材83は内側部分にかつ作業カムは外側部分
に固定されていてしかも第6図乃至第9図で図示
された機関原理に相応している。このロータリー
機関80は横断面でのみ示された膨張室81、作
業カム82および対抗圧部材83を有している。
作業ガスはスリツト84を介して機関内側部分か
ら膨張室内に流入する。それ故膨張室81は横断
面でのみ図示されている。それというのも膨張室
は第14A図において切り取られている機関外側
部分内に設けられているからである。このばあい
ラビリンスシール85は定置に機関外側部分86
に設けられている。
更に第15図では膨張室91と作業カム92と
対抗圧部材93と膨張室91内への作業ガス用の
流入開口94とを有するツエツトナー
(Zettner)・機関90を示している。この構成で
はロータリー機関90は例えば外側回転式として
作業する。
本発明には該当しない第10図乃至第15図に
よる開発されたロータリー機関の詳細は明細書中
の記述から明らかである。
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