JPH0364718B2

JPH0364718B2 -

Info

Publication number: JPH0364718B2
Application number: JP62267068A
Authority: JP
Inventors: Rokuro Kagamyama
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-22
Filing date: 1987-10-22
Publication date: 1991-10-08
Also published as: JPS63227901A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ロータリピストン方式を採用したロ
ータリピストン式圧縮機械に関する。

（従来の技術）従来のレシプロ式圧縮機械、内燃機関等におい
ては、ピストンの往復運動をクランク機構を介し
て回転運動に変換させていたので、ピストンの往
復運動に伴う振動、騒音、慣性エネルギー損失、
クランク機構摩擦損失の発生が避け難いばかりで
なく、クランク機構の設置スペースを必要とする
ので、寸法の大型化、重量の増大化及び部品点数
の増大化に繋がつてしまうという欠点、並びにピ
ストンの両側のシリンダ空間が同時に効果的に活
用されていないという欠点がある。

このため、ロータリピストン式のエンジンとし
て、例えば実公昭12−16566号公報には、ゲート
バルブが回転型のものが、特開昭49−86705号公
報には、ゲートバルブが揺動型のものが夫々開示
され、更に特許第28300号明細書及び特開昭50−
4406号公報には、同型式のロータリ式流体機械ユ
ニツトを複数個並設し、圧縮用（コンプレツサ）
と膨脹用に分けて相互に連通させたものが開示さ
れている。

バンケル（WANKEL）ロータリーピストン型
においては、動力伝達ローターは真円回転運動で
はなく、偏芯回転運動を行うので、この偏芯運動
に伴う振動、騒音、慣性エネルギー損失、真円回
転変換機構摩擦損失の発生は避け難い難点があ
る。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記ロータリピストン式の従来
例にあつては、圧縮機械の圧縮最終工程でシリン
ダ内のトツプクリアランス残留の圧縮気体をその
まま大気に放出していたが、或いは殆ど使用され
ていなかつたため、無駄が多く、容積効率の低下
をきたしてしまうという問題点があつた。

本発明は上記に鑑み、ロータリピストン式のも
のであつて、しかも圧縮機械として使用する際圧
縮サイクルの最終工程でシリンダ内のトツプクリ
アランスに残留の圧縮気体を有効に移送回収する
ことによつて無駄を省き容積効率の向上を図つた
ものを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上記目的を達成するため、圧縮機械
ユニツトの複数個を、同一の動力伝達軸に串型に
直結して配置されユニツト２個を１組としてグル
ープに仕分けされた圧縮機械として使用し、各グ
ループ２個１組のユニツトは相互に圧縮工程上の
特定の位相差を有し、一つのユニツトが圧縮工程
の最終工程にあるとき、このユニツトのシリンダ
室のトツプクリアランス内に残留した圧縮気体
を、ゲートバルブの開放直前に移送バルブを同期
して開放することにより、圧縮工程の中間工程に
ある他の一つのユニツトのシリンダ室内に、移送
バルブを介在した両ユニツトのシリンダ室を連結
する接続配管を経由して移送回収し、ゲートバル
ブを開放しロータリピストンを通過させてゲート
バルブを閉鎖する圧縮工程を、二つのユニツトが
相互に繰り返すようにしたものである。

（作用）而して、圧縮機械として使用する流体機械ユニ
ツト２個１組の内、圧縮工程の最終段階にある一
つのユニツトのシリンダ内のトツプクリアランス
に残留の圧縮気体を移送バルブを開いて導管を介
して圧縮工程の中間段階にある他の一つのユニツ
トのシリンダ内に移送、回収させることにより、
圧縮機械としての容積効率を大巾に向上させるこ
とができる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図乃至第４図において、圧縮機械ユニツト
Ｕは、ドーナツ形の環状シリンダ１と、このシリ
ンダ１の一部に一個又は複数個（図示では２個）
を放射状等間隔に取付けられたゲートバルブケー
シング２，２と、上記シリンダ１の中央部を覆つ
ているカバー３と、このカバー３内に密閉摺動回
転自在に収納され、動力伝達機能を果たす円板状
の動力伝達回転体４と、この回転体４の外周面４
ａに固着され、回転体４と一体に上記シリンダ１
内を密閉摺動回転するロータリピストン５，５
と、上記ゲートバルブケーシング２内に密閉摺動
回転自在に収納され、回転することによつてシリ
ンダ１内に形成されたシリンダ室６を一定時間閉
鎖し解放するダルマ形のロータリ式ゲートバルブ
７，７とを有している。

上記ゲートバルブケーシング２は円筒状に形成
され、その内部にゲートバルブ収納室８を形成す
るように間隔を配して対向設置した円形の側板
９，９と、この両側板９，９の外周端を閉鎖させ
るための周板１０とから構成されている。

上記側板９の一部は上記シリンダ１を横切つて
回転体４の周辺面４ａに至るまで挿し込まれ、そ
の挿し込まれた部分には、上記ピストン５が通過
しうるようにシリンダ室６と同径のピストン通過
孔１１，１１が穿設されて、ゲートバルブ７がこ
の通過孔１１を開放した時にシリンダ室６とゲー
トバルブ収納室８とが連通するように構成されて
いる。

上記、シリンダ室６の上記通過孔１１の近傍に
は吸入口１２、吐出口１３及び移送口１３ａが
夫々穿設され、これ等の吸入口１２、吐出口１３
及び移送口１３ａには、公知の弁機構が連なつて
いる。この移送口１３ａ及びこれに連なる弁機構
は、圧縮機械又は内燃機関用に膨張機械と組合せ
使用する圧縮機械に使用するためのものである。

上記ゲートバルブ７は、バルブ軸１４を中心と
してバルブ収納室８内を回転し、このバルブ軸１
４は側板９とシリンダ１の交差部近くに形成され
た軸受部１５を通つて外部に突出し、その先端は
ピストン５の通過開始と通過終了にタイミングを
合せてゲートバルブ７を開閉させるための連繋・
作動機構（図示せず）に連結されている。

また、上記ゲートバルブ７は、第５図ａ乃至ｄ
に示すように、上記回転体４の周辺面４ａとゲー
トバルブ７の周辺面とが摺動する第１摺動面１６
と、上記側板９の内面９ａとゲートバルブ７とが
摺動する第２摺動面１７とを有している。

上記第１摺動面１６には、ゲートバルブ７と回
転体４の周辺面４ａとの圧力封止及び潤滑作用を
する圧力封止リング（圧力封止片）２０及びオイ
ル保持リング（オイル保持片）２１が設けられて
いる。この第１摺動面１６の形状は、回転体４の
周辺面４ａで形成される円筒体とゲートバルブ７
の周辺面で形成される円筒体との複合組合わせ曲
面をなしている。即ち、回転体４の幅方向に沿つ
た摺動面１０ａは、ゲートバルブ７のバルブ軸１
４を中心とした半径ｒをもつて形成され、回転体
４の円周方向に沿つた摺動面は、回転体４の下記
の駆動軸２３を中心とした半径Ｒをもつて中央が
凹んで形成されている。

これによつて、回転体４のシリンダ室６に面す
る周辺面４ａとゲートバルブ７の周辺面１６との
摺動面が良好な気密性を維持するようなされてい
る。

上記第２摺動面１７には、回転体４の周辺面４
ａ側の一部が切取られたオイル保持リング（オイ
ル保持片）１８及び圧力封止リング（圧力封止
片）１９が設けられている。なお、このオイル保
持リング１８及び圧力封止リング１９は、ゲート
バルブケーシング２側に設けても良い。

上記回転体４は、その中心に駆動軸２３を備
え、この駆動軸２３は上記カバー３の軸受部３ａ
（第３図参照）を貫通して外部に突出しており、
このカバー３は適切な機械的強度をもつており、
カバー３の周辺部はシリンダ１に連なり、そのロ
ータリピストン５に近い内面の周辺側面４ｂに
は、圧力封止リング（圧力封止片）２４及びオイ
ル保持リング（オイル保持片）２５が設けられた
回転体４と気密性をもつて摺動接触している。

上記ロータリピストン５は、第６図及び第７図
に示すように、シリンダ室６内を摺動しうるよう
に円柱をシリンダ１の半径に合せて湾曲させたよ
うな形状、即ちドーナツツ形環を切断した形状を
しており、その周辺部に取付けた圧力封止リング
２６（圧力封止片）及びオイル保持リング（オイ
ル保持片）２７は、ロータリピストン５がゲート
バルブの通過孔１１を通過時にこれが支障なく通
過できるように、バルブ収納室８の空隙間幅ｌ
（第４図）より上記リング２６，２７の厚みＷが
小さい場合には、第６図に示すように回転体４の
回転方向に対して斜めに取付け、この厚みＷが大
きい場合には、第７図に示すように上記シリンダ
１の半径方向と平行に取付ける。

このように上記リング２６，２７を構成すれ
ば、ロータリピストン５がゲートバルブケーシン
グ２のバルブ収納室８の空隙を通過する時に、上
記リング２６，２７がこのバルブ収納室８に飛出
してしまうことがない。

また、ゲートバルブ７がゲートバルブケーシン
グ２の側板９に形成されたピストン通過孔１１を
閉鎖した後に、そのピストン通過孔１１を横切つ
て解放する時に、ゲートバルブ７の第２摺動面１
７に面し時計方向に回転するゲートバルブ７上に
設けられたリング片１８，１９の下部１８ａ，１
９ａが、ゲートバルブケーシング２のピストン通
過孔１１の周縁に引掛からないようにするため
に、第８図に示すようにゲートバルブ２８の下部
２８ａをその回転方向とは反対方向に流すように
ゲートバルブ２８及びリング２９，３０を形成し
ても良い。

上記流体機械ユニツトＵを、２個組合わせて用
いた場合であつて、上記ロータリ式ゲートバルブ
の代わりにレシプロ式ゲートバルブを使用した一
例を第９図に示す。

即ち、動力伝達軸３１にピストンを有する２つ
の回転体３４，３５が間隔を配して取付けられ、
これらの回転体３４，３５は軸受部３６ａ，３６
ａを有するカバー３６内に収納され、両回転体３
４，３５を橋架するようにレシプロ式ゲートバル
ブケーシング３７が設けられている。

このゲートバルブケーシング３７内には長方形
のゲートバルブ収納室３８が設けられ、この収納
室３８内を左右に密閉摺動自在で上記ロータリピ
ストン３２，３３の通過時にタイミングを合わせ
て開閉するレシプロ式ゲートバルブ４２が収納さ
れ、ゲートバルブケーシング３７側又はゲートバ
ルブ４２側のいずれか適切な側にオイル保持リン
グ４０及び圧力封止リング４１が設けられてお
り、２個のゲートバルブ４２，４２を相互に連結
する連結部４３と、ゲートバルブ４２を左右に作
動するための動力伝達棒としてゲートバルブ４２
に連結し外部に突出している突出部４４を有して
いる。

また、ゲートバルブ４２が左右に急速作動する
際に、バルブ収納室３８内の気体の圧縮及び膨脹
による抵抗を減少させるために、バルブ収納室３
８の左右両側は気体均圧導管４５によつて連絡さ
れている。

ゲートバルブ４２の周辺面と回転体３４，３５
の周辺面との摺動面３９の形状は回転体３４，３
５の特力伝達軸３１を中心とした半径Ｒの円筒曲
面をなしており、この曲面をもつてゲートバルブ
４２の摺動面３９は中央部が凹んでいる。この摺
動面３９には、第９図ｂ及びｃで示すように、ゲ
ートバルブ４２側に圧力封止棒片４０ａとオイル
保持棒状片４１ａが設けられている。

また、シリンダの横断面は円形に限定されず、
必要に応じて楕円シリンダ４６（第１０図）及び
長方形シリンダ４７（第１１図）その他の形状と
しても良い。

ピストンリングを第６図に示すように斜めに設
ける場合には、シリンダとロータリピストンの断
面形状を楕円とすれば、ピストンリングの形状を
真円にするようにすることができる。

第９図においては、レシプロ式ゲートバルブ４
２を両回転体３４，３５を橋架して一体に形成し
たが、夫々の回転体３４，３５に独立した上記レ
シプロ式ゲートバルブを個別に設けても良く、ま
た前記ダルマ形のロータリ式ゲートバルブを個別
に設けてもよい。この場合複数の環状シリンダの
ゲートバルブの取付け位置の相互位相角度を任意
に設定できる長所があるので、目的に応じ適切な
方のゲートバルブを選べば良い。

次に、上記流体機械ユニツトを使用した本発明
の実施例について説明する。

本発明の圧縮機械は、複数個の流体機械ユニツ
トを同一の動力伝達軸に串型に直結した組合せか
らなるものである。

第１２図は、本流体機械を圧縮機械に適応した
作動サイクルを示すもので、第１流体機械ユニツ
トU₁及び第２流体機械ユニツトU₂が同一の動力
伝達軸に串型に直結駆動され、左右の両ユニツト
U₁，U₂の夫々に等間隔で２個設けられたピスト
ン５０，５１はゲートバルブケーシング５６，５
７を基準として互いに90゜の圧縮サイクル上の位
相角度差を設けてある。従つて、両ユニツトU₁，
U₂の夫々に２個設けられたゲートバルブ５２，
５３のピストン通過時の開閉タイミングは同一で
はなく、別個相互に作動する。

流体機械ユニツトU₁，U₂の第１シリンダ５４
及び第２シリンダ５５のゲートバルブケーシング
５６，５７の近傍には、夫々吸入口５８ａ，５８
ｂ及び吐出口５９ａ，５９ｂが設けられている。
両シリンダ５４，５５の吐出口５９ａ，５９ｂと
圧縮空気貯蔵槽６０は導管６５，６６，６７，６
８，６９及び７０によつて連結されており、４個
の吐出バルブ６１，６２，６３及び６４により制
御される。

上記導管６９，７０の中間位置には、移送バル
ブ７１，７２が設けられている。。

第１２図（）において、第１シリンダ５４の
ピストン５０は、ゲートバルブケーシング５６を
通過した直後の位置、即ち圧縮サイクルの開始段
階にあり、第２シリンダ５５のピストン５１は圧
縮サイクルの中間段階にあり、両流体機械ユニツ
トU₁，U₂の回転体７３，７４は半時計方向に回
転している。

なお、この時には両シリンダ５４，５５のゲー
トバルブ５２，５３は閉鎖しており、第１２図
（₂）以外の図においては、全てゲートバルブ５
２，５３は閉鎖している。

第１２図（）における両シリンダ５４，５５
の吸入口５８ａ，５８ｂからは気体がこのシリン
ダ５４，５５内に吸入され、ピストン５０，５１
と、その回転方向側のゲートバルブ間で形成され
る圧縮室ｃ，ｃ…では圧縮が行われ、反対側の吸
入室ｓ，ｓ…には新しい気体が吸入され、上記圧
縮気体貯蔵槽６０に連結した吐出バルブ６１，６
２，６３，６４及び移送バルブ７１，７２は全て
閉鎖している。

この状態からピストン５０，５１が同図（₂）
及び（₂）に示すように、反時計方向に回動し、
第２シリンダ５５の上記圧縮室ｃ内の気体が圧縮
されて所定圧以上になると、圧縮気体の気体貯蔵
槽６０の第２シリンダ５５側の吐出バルブ６３，
６４が開き、圧縮気体は気体貯蔵槽６０内に流入
する。この時、第１シリンダ５４は圧縮サイクル
の中間段階にあり、吐出バルブ６３，６４以外の
他のバルブは全て閉鎖されている。

更に、同図（）に示すように、第２シリンダ
５５のピストン５１が、ゲートバルブ５３の開放
動作直前の位置に接近すると、上記移送バルブ７
１，７２が開放するとともに、圧縮気体貯蔵槽６
０の吐出バルブ６３，６４が閉じ、第２シリンダ
５５の圧縮室ｃ内のトツプクリアランスに残留の
圧縮気体は導管６９，７０を通つて圧縮サイクル
の中間段階にある第１シリンダ５４の圧縮室ｃ内
に移送回収される。

従つて、第２シリンダ５５の圧縮室ｃのガス圧
が下がり、これによつてゲートバルブ５３の側面
の圧力が減少するので、ゲートバルブ５３の摺動
抵抗が減少し、その高速作動が容易となる。ま
た、第１シリンダ５４の圧縮室ｃに流入した第２
シリンダ残留圧縮気体は、この圧縮室ｃの圧力を
高め、第１シリンダの圧縮容積効率を向上させ
る。

この状態から、ピストン５０，５１が更に回転
した時に、第２シリンダ５５のゲートバルブ５３
が開放され、ピストン５１はゲートバルブケーシ
ング５７の開口部を通過し、この通過直後にゲー
トバルブ５３は閉鎖されて、圧縮サイクルが再び
開始される。この時、第１シリンダ５４は圧縮サ
イクルの中間段階にあり、更にピストン５０，５
１が回転し、同図（）に示すように、第１シリ
ンダ５４のピストン５０がゲートバルブ５２に近
接し、圧縮室ｃの圧力が一定以上になると、圧縮
気体貯蔵槽６０の吐出バルブ６１，６２が開放し
て圧縮気体がこの圧縮気体貯蔵槽６０に流入す
る。

そして、第１シリンダ５４のピストン５０がこ
の状態から同図（₁）に示すような状態（同図
（）の第２シリンダ５５の状態に相当する）に
進むと、上記移送バルブ７１，７２が開放すると
ともに、圧縮気体貯蔵槽６０の吐出バルブ６１，
６２が閉じ、第１シリンダ５４の残留圧縮気体は
第２シリンダ５５の圧縮室ｃに流入し、第２シリ
ンダの圧縮容積効率を向上させる上述したような
効果が生じる。

第１シリンダ５４のゲートバルブ５２が開かれ
ると、同図（₂）に示すように、ピストン５０
はゲートバルブケーシング５６を通過して、同図
（）に示す状態に戻り、同様な作用を繰返す。

このようにして圧縮貯蔵槽６０に貯蔵された圧
縮気体は外部に取出されて仕事をなすのである。

第１３図は本流体機械ユニツトを内燃機関に適
応した場合の作動サイクルの説明に付する参考例
を示すもので、膨張機械として機能する第１ユニ
ツトU₃と圧縮機械として機能する第２ユニツト
U₄は同一動力伝達軸に串型に直結されており、
二つのユニツトU₃，U₄は夫々に等間隔で２個の
ピストン８２，８３と２個のゲートバルブ１０
５，１０８が設けられており、第１シリンダ８０
の膨張サイクル上の膨張工程と第２シリンダ８１
の圧縮サイクル上の圧縮工程の位相は、ゲートバ
ルブを基準として互いに特定の位相角度差（図で
は90゜）を設けてある。

両シリンダ８０，８１の間には圧縮空気貯蔵槽
８４が設けられ、この圧縮空気貯蔵槽８４には充
填バルブ８５，８６及び吐出バルブ８７，８８が
設けられ、第１シリンダ８０及び第２シリンダ８
１のゲートバルブケーシング８９，９０の近傍に
は夫々充填口９１ａ及び吐出口９２ｂが形成され
ている。第１シリンダ８０の充填口９１ａと第２
シリンダ８１の吐出口９２ｂとを連結する導管９
３，９４には、上記圧縮空気貯蔵槽８４から突出
し、その空気貯蔵槽開放端部に上記吐出バルブ８
７，８８を有する導管９７，９８が接続され、上
記導管９３，９４に移送バルブ９９，１００が取
付けられている。

なお、作図上同図（₁）以外には省略されて
いるが、これに示すように掃気導管１０１，１０
２が設けられ、この掃気導管１０１，１０２の一
端は第１シリンダ８０の排気口９１ｂ，９１ｂの
近傍に開口し、その中間には掃気バルブ１０３，
１０４が設けられ、他端は上記導管９３，９４に
夫々接続されている。

その参考例においては、第１ユニツトU₃は膨
張機械として作用し、第２ユニツトU₄は圧縮空
気貯蔵槽８４に圧縮空気を貯蔵するための圧縮機
械として作用する。両ユニツトU₃，U₄の回転体
１０６，１０７は反時計方向に回転し、同図
（）は第１シリンダ８０のピストン８２がこの
ゲートバルブ１０５を通過した直後にあり、ゲー
トバルブ１０５は第１シリンダ８０の閉鎖を完了
した状態、即ち第１シリンダ８０が爆発膨張サイ
クル開始寸前の状態にあり、第２シリンダ８１は
圧縮サイクルの中間段階にある。

このピストン８２の進行が更に進み、同図（
_１）に示す状態で、圧縮空気貯蔵槽８４の充填バ
ルブ８５，８６が開き、圧縮空気が導管９５，９
６を介して第１シリンダ８０の膨張室ｅ，ｅに流
入する。

デイーゼルエンジンの場合には、この時に図示
されないノズルから燃料が噴射され爆発が起り、
又、ガソリンエンジンの場合には、圧縮空気貯蔵
槽８４からの圧縮空気は充填口９１ａの近傍に設
けられた気化器（図示せず）を経由して燃料、空
気混合ガスが膨張室ｅに噴射され、点火装置によ
つて点火されて爆発が起り、やがて同図（₂）
に示す状態に進む。

一方、第１シリンダ８０のピストン８２の進行
方向の前面に形成された排気室ｘは排気サイクル
を開始している。また、第２シリンダ８１のピス
トン８３は、閉鎖しているゲートバルブ１０８に
圧縮室ｃ，ｃ内の空気を圧縮しつつ近接し、その
中の空気圧が一定以上になると吐出バルブ８７，
８８が開放し、圧縮空気は圧縮空気貯蔵槽８４に
貯蔵される。なお、この時に充填バルブ８５，８
６は閉じている。

同図（）に示すように、第２シリンダ８１の
ピストン８３がこのゲートバルブ１０８に更に接
近すると、吐出バルブ８７，８８へ閉鎖する一
方、上記移送バルブ９９，１００が開放し、圧縮
室ｃ内の残留圧縮空気は第１シリンダ８０内の膨
張室ｅに流入し、このピストン８２が加速され
る。これとともに、第２シリンダ８１のゲートバ
ルブ１０８の開閉作動も前記圧縮機の実施例で述
べたような作用によつて、この開閉が容易とな
る。

第２シリンダ８１のゲートバルブ１０８が開放
している間に、このピストン８３はゲートバルブ
ケーシング９０を通過し、圧縮サイクルの初期段
階を経て、同図（）に示すように、圧縮サイク
ルの中間段階に入ると、第１シリンダ８０のピス
トン８２は、ゲートバルブ１０５に近接しており
排気がなされるが、この時、同図（₁）に示す
ように、上記掃気バルブ１０３，１０４が瞬間開
かれ、第１シリンダ８０内のやや圧力の高くなつ
た空気が、この排気室ｘ，ｘ内に流入し排気室
ｘ，ｘの残留燃焼ガスの排気を促進する。

排気が終了した直後に、同図（₂）に示すよ
うに、第１シリンダ８０のゲートバルブ１０５は
開かれ、このピストン８２はゲートバルブケーシ
ング８９を通過して、同図（）に示す状態に戻
り、このようにして作動サイクルが繰返される。

なお、上記吐出バルブ、移送バルブ、充填バル
ブ、掃気バルブ等の設定位置は、説明の便宜上、
任意に図示したが、実際の適当に当たつては、性
能、製作等の面から最適な位置を選ぶようにす
る。また、一つのシリンダ内のピストン及びゲー
トバルブの個数については、本実施例では２個と
したが、これに限定されることはないばかりでな
く、同一の動力伝達軸に串型に直結する流体ユニ
ツトの個数は用途、性能、能力等に応じて適切な
個数に選定することができることはいうまでもな
い。

因みに圧縮機械として使用する２個１組の流体
機械ユニツトに於て、１シリンダ当りｎ個のロー
タリピストン、ｎ個のゲートバルブのユニツト相
互間の圧縮工程上の移相角度差は360゜／ｎ÷２にとる。即ち位相サイクル差へ1/2サイクルにとる。

（発明の効果）本発明は上記のような構成であるが、流体機械
ユニツトを２個１組とした圧縮機械として使用さ
れ、一つのユニツトが圧縮サイクルの最終段階に
あるとき、シリンダのトツプクリアランスに残留
した圧縮基体を、他の一つのユニツトの圧縮サイ
クルの中間段階にあるシリンダ内に有効に移送、
回収することができるので、容積効率の大幅な向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は流体機械ユニツトの斜視図、第２図は
第１図の内部構造斜視図、第３図は第１図の−
線に沿う断面図、第４図は第３図の−線に
沿う断面図、第５図ａ及びｂはロータリ式ゲート
バルブの斜視図、同図ｃ及びｄはロータリ式ゲー
トバルブの形状を説明するための説明図、第６図
及び第７図は夫々異なるロータリピストンの正面
図、第８図はロータリ式ゲートバルブの他の実施
例を示す正面図、第９図ａはユニツト２個並列し
てレシプロ式ゲートバルブを実施した場合の縦断
面図、同図ｂ及びｃはこのゲートバルブの形状を
説明するための説明図、第１０図及び第１１図は
夫々異なる他のシリンダの断面形状を示す断面
図、第１２図は本流体機械ユニツトを圧縮機械に
応用した場合の作動サイクル工程図、第１３図は
本流体機械ユニツトを圧縮機械と膨脹機械として
組合せた内燃機関に応用した参考例の作動サイク
ル工程図である。１…シリンダ、２…ロータリ式ゲートバルブケ
ーシング、３…カバー、４…回転体、５…ロータ
リピストン、７…ロータリ式ゲートバルブ、２３
…動力伝達軸、３７…レシプロ式ゲートバルブケ
ーシング、４２…レシプロ式ゲートバルブ、５
４，５５，８１…圧縮機械ユニツトのシリンダ、
８０…膨張機械ユニツトのシリンダ、６０…圧縮
気体貯蔵槽、６１，６２，６３，６４，８７，８
８…吐出バルブ、７１，７２…移送バルブ、８４
…圧縮空気貯蔵槽、８５，８６…充填バルブ、９
９，１００…移送バルブ、１０３，１０４…掃気
バルブ。

Claims

【特許請求の範囲】１複数個のロータリピストン式流体機械ユニツ
トの組合わせからなるロータリピストン式圧縮機
械において、前記流体機械ユニツトは、シリンダ
の環状中心線を含む平面上のシリンダ中心側周壁
にリング状のスリツトを持つドーナツ状環状シリ
ンダと、このシリンダの中心部に回転自在に配置
され外周側壁部は前記スリツトの中心側開口部を
密閉摺動する回転体と、この回転体の中心に連結
されこの回転体と一体となつて回転する動力伝達
軸と、前記回転体の外周面に固着され前記シリン
ダ室内を密閉摺動する１個又は複数個のロータリ
ピストン、前記シリンダの特定個所のスリツト部
に設けられこのシリンダをシリンダの環状中心線
に垂直に横断する方向に突出及び引戻し自在でこ
の突出した時にシリンダ室を閉鎖し引戻した時に
ここを開放するゲートバルブとからなり、ロータ
リーピストンと同数に設けたこのゲートバルブは
前記ロータリピストンと互いに同期して作動し
て、ロータリピストンの通過開始時にはシリンダ
室を開放し、このロータリピストンの通過終了時
にここを閉鎖するよう構成され、この流体機械ユ
ニツトの複数個は、同一の動力伝達軸に串型に直
結して配置されてユニツト２個を１組としたグル
ープに仕分けされて圧縮機械として使用され、各
グループの２個１組のユニツトは相互に圧縮工程
上の特定の位相差を有し、一つのユニツトが圧縮
工程の最終工程にあるとき、このユニツトのシリ
ンダ室のトツプクリアランス内に残留した圧縮気
体を、ゲートバルブの開放直前に移送バルブを同
期して開放することにより、圧縮工程の中間工程
にある他の一つのユニツトのシリンダ室内に、移
送バルブを介在した両ユニツトのシリンダ室を連
結する接続配管を経由して移送回収し、ゲートバ
ルブを開放しロータリピストンを通過させてゲー
トバルブを閉鎖する圧縮工程を、二つのユニツト
が相互に繰り返すようにしたことを特徴とするロ
ータリピストン式圧縮機械。２前記シリンダ室の内面との間で相対的に変位
運動を行う前記ロータリピストンの外周面に、圧
力封止片とオイル保持片を設けたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のロータリピストン
式圧縮機械。３前記ゲートバルブは、ゲートバルブケーシン
グ内に往復密閉摺動自在に収納され、このゲート
バルブのゲートバルブケーシングとの密閉摺動面
及びこのゲートバルブの回転体との密閉摺動面に
は夫々圧力封止片とオイル保持片を設け、このゲ
ートバルブケーシングは、前記シリンダの環状中
心線を垂直に横切るようにシリンダケーシングに
取付けられほぼ長方形の切断面を有し、シリンダ
と対応する接着側壁は部分的に前記シリンダケー
シングの特定のスリツト内に封止的の埋め込まれ
ており、前記接着側壁には前記シリンダケーシン
グの切断面内部開口に連結したロータリピストン
の通過孔が設けられ、前記ゲートバルブが前記ロ
ータリピストンの動きと同期して往復動する際に
前記ゲートバルブケーシングの前記ピストン通過
孔は、ピストンの通過開始時に開放し、ピストン
通過終了時に閉鎖するよう同期して開閉するよう
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のロータリピストン式圧縮機械。４前記複数個のロータリピストンは、前記回転
体の外周面に等間隔で配置され、前記ゲートバル
ブを備えたゲートバルブケーシングが前記ロータ
リピストンの数に対向する同数だけ前記シリンダ
ケーシング内に等間隔で配置されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のロータリピ
ストン式圧縮機械。５前記回転体のシリンダケーシングとの密閉摺
動面には圧力封止リングとオイル保持リングを設
け、この回転体の中心部に連結されこの回転体と
一体となつて回転する前記動力伝達軸は、一対の
カバーの軸受け部により回転自在に支承され、こ
のカバーは前記シリンダケーシングに一体に連接
されて対向して配置されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載のロータリピストン式
圧縮機械。６前記シリンダケーシングの内面とロータリピ
ストンのシリンダ中心線に垂直の切断面の形状
は、円形、楕円形、長方形、又はその他の形状で
あり、前記シリンダを含む流体機械ユニツトの全
体を構成する部分の形状は動力伝達軸の方向に対
して垂直にユニツト全体を２個かそれ以上の対称
形の形状に分割することができ、各部分は対称に
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のロータリピストン式圧縮機械。７前記ゲートバルブはゲートバルブケーシング
内に回転密閉摺動自在に収納され、このゲートバ
ルブケーシングは前記シリンダの前記環状中心線
を垂直に横切るように前記シリンダケーシングに
取付けられ、ほぼ平滑な円筒形を有し、対向する
側壁は部分的に前記シリンダケーシングの特定の
スリツト内の封止的に埋め込まれており、前記各
側壁には前記シリンダの内周面に連通したピスト
ン通過孔が設けられ、前記ゲートバルブは前記側
壁に回転可能に取付けられて、前記ピストン通過
孔は前記ロータリピストン通過開始時に開放し、
ピストン通過終了時に閉鎖するように同期して開
閉することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のロータリピストン式圧縮機械。