KR920001968B1 - 로타리피스톤 기계 - Google Patents

로타리피스톤 기계 Download PDF

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KR920001968B1
KR920001968B1 KR1019850008361A KR850008361A KR920001968B1 KR 920001968 B1 KR920001968 B1 KR 920001968B1 KR 1019850008361 A KR1019850008361 A KR 1019850008361A KR 850008361 A KR850008361 A KR 850008361A KR 920001968 B1 KR920001968 B1 KR 920001968B1
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테크날러 소시에떼 아노님
쟈니키 쟝클라우드
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
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Abstract

내용 없음.

Description

로타리피스톤 기계
제1도는 제2도 압축기의 B-B 선 종단면도.
제2도는 제1도의 A-A 선 횡단면도.
제3도는 다른 실시예의 횡단면도.
제4도는 직선(O1E)과 중심축선(O1G)이 형성하는 크랭크 각도(W)의 함수로서의 슬라이딩 접촉점(E)에서의 반력(Re)의 변화(J=2.5mm, α1=36°의 경우)를 표시하는 그래프.
제5도는 유격(遊隔)(J)의 함수로서의 각도(α1)의 변화를 표시하는 그래프.
제6도는 결합각도의 함수로서의 압축효율의 변화를 표시하는 그래프.
제7도는 유격(J)의 함수로서의 슬라이딩 접촉점(E)에서의 최대반력(Re) (제4도 곡선에서의 점 46의 위치)의 변화를 표시하는 그래프.
제8도는 유격(J)의 함수로서의 최소 반력(Re)(제4도 곡선에서 점47의 위치)의 변화를 표시하는 그래프.
제9도는 크랭크 각도(W)가 0＜W＜W1에서 반력(Re)이 정(+)의 수치일 경우 힘의 다이아그램.
제10도는 Re가 0(영)(제4도에서 점 45의 위치)일때 크랭크 각도(W1)에 대한 힘의 다이아그램.
제11도는 Re가 부(負)의 수치에서 최소치(제4도의 점 47의 위치)일때의 크랭크 각도(W2)에서의 Re를 보상하기위해 스프링 위치를 도시하는 힘의 다이아그램.
제12도는 제11도의 C-C 선에 따른 스프링과 그 하우징의 단면도.
제13도는 다른 변형된 압축기에서의 횡방향 경사를 가진 보상쐐기의 사용을 도시하는 개략적인 횡단면도.
제14도는 제13도의 D-D 선에 따른 쐐기 조립체의 세부 부분 단면도.
제15도는 축방향 경사를 가진 또다른 쐐기의 배치를 도시하는 횡단면도.
제16도는 제15도의 E-E 선에 따른 축방향의 부분 단면도.
본 발명은 로타리 피스톤기계에 관한 것으로, 특히 실린더형의 챔버로서, 이 챔버와 동축의 축 편심부 즉, 크랭크와 이 챔버의 벽에 접촉하며 전동(轉動)하는 원환형의 로터리 피스톤과, 피스톤내에 약간의 간격을 가지고 부착되어 피스톤을 구동하는 크라운기어와, 내부에 배설되는 실린더헝 챔버를 가지고, 이 피스톤이 탄성장치에 의하여 그 전동경로상에 조정되어 있는 로타리 피스톤형 압축기계에 관한 것이다.
이러한 기계는 그 구조로 인해 발생하는 문제점으로, 특히 유격의 보상계가 설치 되어있지 않았을때 가공공차 및 전동경로상의 피스톤 밀폐용 부품의 조립문제등이 잘 알려져 있다. 피스톤이 쳐들어 올려지는 것은 피스톤과 챔버의 내부공간과의 전동 접촉점이 상사점(上死点), 다시말해 고압실을 저압실로부터 격리하는 플랙의 상류에 위치하는 배출에 접근하는 구역에서 관찰된다. 회전속도가 높고 작동압이 낮은 경우 운동하는 크라운기어 피스톤의 조립체에서 생겨나는 원심력이 충분하기 때문에 이와같은 피스톤의 치켜 올려지는 현상에 대항한다. 그러나 저속에서 고압의 경우에는 그렇지 않으며, 이 문제를 극복하여 피스톤과 챔버의 내부공간과의 결합을 보장하고 피스톤의 치켜올려지는 상태를 지연시키기 위해서 여러가지 해결방법이 고안되었다.
프랑스 특허 제2 468 770호 및 제 2 470 267호에 기재한 구조에서는 고정체에 대한 피스톤의 기계적 조정이 아주 미묘하게 되지 않을 수 없다. 그 이유는 유격의 보상이 불가능하며, 조립작업에 매우 정밀성을 필요로하기 때문이다.
프랑스 특허 제2 280 808호의 다른 제안에 의하면, 챔버의 중심과 피스톤의 중심을 연결하는 직선과, 챔버의 중심과 편심부의 중심을 연결하는 직선이 형성하는 각도를 20 -40 의 최적정치로 유지하므로써 피스톤의 치켜올려지는 것만을 지연시키고 있다.
프랑스 특허 제 1 256 125호의 다른 구조에서는, 축주위의 챔버내에 자유로이 설치되며, 가동설치된 전동장치에 의하여 이 챔버의 벽과의 접촉을 유지시키는 실린더형의 자켓에 회전체가 형성되고, 이 장치는 이 축상에 고정되는 한쪽끝에는 로울러를, 다른쪽 끝에는 로울러로 끝나는 암(arm)을 가진 레버로 구성되며, 암을 레버로부터 이탈시키기 위한 스프링이 설치되어 있다. 실린더형 자켓이 고정체내에서 자유롭게한 해결방법도 결점을 해소시킬수는 없다. 왜냐하면 이 자켓은 시동시의 충격을 챔버의 격실을 분리시키는 플랩에 전달할 수 있기 때문이다. 뿐만아니라, 압축기의 수명을 보장하기 위하여 피스톤의 최고회전속도의 함수로써 로울러의 허용회전속도를 매우 정확하게 계산하지 않으면 안된다.
프랑스 특허 제 2 275 664호의 또다른 구조에서는, 축의 편심부와 일체로된 링의 외측에 있는 볼베어링위를 피스톤이 자유로이 전동한다. 너클조인트레버(Knuckle joint lever)의 원리를 이용하여 피스톤의 치켜들려지는 문제를 해결하려고 시도하였다. 즉, 편심부의 중심 또는 편심부의 중심과 로타리 피스톤의 중심사이에서 편심부 중심에 가까운 구역에 피스톤의 중심을 놓이게 하는 것이다. 이러한 해결방법은 미묘하여 실현성이 어려운 것이다. 아주 약간의 회전질량의 불균형에서도 압축기의 베어링이 새로운 진동 및 흔들림을 일으키기 때문이다.
프랑스 특허 제 2 223 570호의 다른 구조에서는, 축의 편신부와 일체로 구성된 편심구동 크라운기어상에 로타리 피스톤을 설치하는 것을 권장하면서 축의 축선과 편심부의 축선을 연결하는 직선이, 편심부의 축선과 편심크라운기어의 중심축선을 연결하는 직선으로되는 각도를 70°-110°로하여 피스톤이 케이싱의 내벽에 접촉하면서 전동하도록 되어있으므로, 치켜들려지는 압력에 달하면 피스톤이 케이싱의 벽으로부터 멀어진다. 이러한 압축기는 운전중에 피스톤의 기계적 결합을 이루지 못하고 편심 크라운기어를 개재하여 피스톤의 구동을 하게하는데 불과하다.
이에 본 발명은 피스톤의 올바른 구동과 챔버의 내부공간과의 결합을 기하는 동시에 고압영역에서의 피스톤의 치켜들림을 방지하고, 편심부의 조정 또는 편심부에 직접 볼베어링의 조립을 수반하는 기계적 조립체를 포함하여 기계의 가공 및 조립중에 필연적으로 정밀가공을 필요로 하는 구조를 가지지않는 기계를 제공한다.
본 발명에 의하면, 로타리 피스톤리계, 특히 로타리 피스톤 압축기는 실린더형의 챔버로서, 이 챔버와 동심축의 편심부, 즉 크랭크와 이 챔버의 벽에 접촉하여 전동할 수 있는 원환형 로타리 피스톤과, 퍼스톤내에 피스톤에 대하여 슬라이드 할 수 있도록 설치되어 피스톤을 구동하는 동축크라운기어와, 내부에 배설되어 있는 실린더형 챔버를 포함하여 전동경로의 피스톤의 결합이 크랭크 또는 주축과 크라운기어의 내부공간에 지지되는 탄성보상장치에 의하여 이루어져있으며, 피스톤주위의 자유공간을 2개의 가변용적의 격실로 분할하는 플랩을 포함하여, 크랭크와 크라운기어가 공통축 주위를 피봇 회전할 수 있도록 양자를 연결하는 부재에 의하여 크라운기어가 회전되는 것을 특징으로 한다.
연결부재는 바람직하게는 포크 조인트(fork joint)에 설치된 트리니언(trunnion)인 것이나, 다른 연결장치를 사용할수도 있다.
바람직한 실시예에서는 트러니언은 크랭크의 내부공간과 크라운기어에 일체로된 포크조인트내에 설치된다. 이와반대의 해결방법도 가능하여 포크조인트를 크랭크와 일체로하여 크라운기어에 내부공간을 형성시킬 수도 있다.
전동통로에 대한 피스톤의 결함을 점진적인 조정작용을 가진 여러가지의 탄성보상장치에 의해서도 얻을 수 있다.
제1변형으로서 피스톤과 챔버벽과의 접촉점 상류에서 회전방향에 직각방향으로 크라운기어와 크랭크에 지지되는 스프링을 설치하여, 스프링의 작용 직선이 축의 축선을 통과하여 피스톤의 중심과 트러니언의 중심을 연결하는 직선에 대해서 수직으로 되도록 한다. 바람직하게는 스프링은 크라운기어에 고정시킨 중앙스터드(stud)와 크랭크에 형성된 실린더형 하우징 사이에 수용되며, 하우징의 저면이 피스톤과 크랭크의 각 중심을 연결하는 직선과 평행하게 된다.
다른 변형으로서, 축의 축선에 수직인 작용직선에 따라 압축력이 작용하고 있는 스프링에 의하여 부세되는 적어도 1개의 원추 경사를 가진 쐐기에 의하여 탄성결합장치가 형성된다. 바람직한 실시예에서는 크랭크의 종방향면의 하나가 축의 축선에 대하여 경사져 크라운기어의 내부공간과 함께 하우징을 형성하는 2개의 종방향 공동부를 가지고, 경사부분의 각도에 대응하는 각도만큼 경사진 내면을 각각 가진 2개의 쐐기가 이 하우징의 양단에 수용되며, 스프링이 양쪽의 쐐기사이에 배설된다. 쐐기가 접하는 크라운기어의 부위는 평평한 부분을 가지며, 한편 크라운기어에 접하는 각 쐐기의 외면은 둥근 윤곽을 가진다.
또다른 배치에 의하면, 크라운기어의 배부공간과 크랭크 사이에 하우징이 배설되어, 하우징의 크랭크측이 피스톤의 중심과 트러니언의 중심을 연결하는 직선에 대하여 횡방향으로 경사져 있으며, 이 하우징에 수용되어 스프링에 의해 부세되는 쐐기의 작용은 축에 대하여 수직방향의 직선에 따라 발생한다. 이 경우 쐐기는 크랭크측의 하우징 경사에 대응하는 경사진 종방향면을 가진다.
첨부도면을 참조하면서 예시에 의하여 주어진 여러가지 실시예의 기재에서 본 발명에 의한 기계의 다른 특색이 명백해 질 것이다.
제1도 및 제2도에서와 같이 본 발명에 의한 냉동기계의 압축기는 2개의 외측전면플렌지(11)와 후면 플렌지(12)를 가지며, 이 플렌지들을 통해 축선(O1)을 가진 구동축이 관통하는 중앙압축기 본체(2)를 포함한다. 본체(2)는 축(4)과 동측이며 내벽(10)이 피스톤의 전동통로를 형성하는 실린더형 챔버를 한정한다.
실린더형 챔버의 내측에 있어서 축(4)은 즉, 편심부 즉, 크랭크(3)에 결합한다. 또한 챔버의 벽에 접촉하여 전동할 수 있도록 직경이 챔버의 직경보다도 작게하여 축선(O2)을 가진 로타리피스톤(5)이 챔버내에 배치되며, 한편 피스톤에 대해 슬라이딩면(7)을 따라 슬라이딩 할 수 있도록 가동의 구동용 크라운기어(6)가 피스톤(5)의 내측에 설치된다.
크라운기어(6)에는 포크조인트(8,9)가 설치되며, 크랭크(3)의 단부에는 내부공간(24)이 설치되어 내부공간(24)내를 자유롭게 회전할 수 있는 축심(O3)을 가진 트러니언으로 크라운기어(6)와 크랭크(3)를 연결할 수 있도록 되어 있다.
피스톤(5)의 실질적인 구동연접봉은 크라운기어 및 피스톤의 중심(O2)과 트러니언의 중심(O3)을 연결하는 직선에 의해 표시된다.
압축기본체(2)는 가스켓(37)이 설치된 실린더 헤드(34)의 아래쪽에 흡기관과 2개의 밸브(17)가 설치된 배기관, 고압배출구(41,42)뿐만아니라 축심(16)주위를 구동하며 밀폐부(54)를 가지는 분피플랩(15)과 같은 통상부재를 가진다. 플랩(15)은 실린더의 내측을 고압챔버(13)와 저압챔버(14)로 분리하며, 플립의 단부와 피스톤(5)의 접촉점은 실린더의 중심축선상의 점(G)에서 경사진 플랩의 지지면을 개재하여 생긴다.
압축기의 통상 장치는 유량점검플러그(39)를 가진 윤활유 저장조(38)를 포함한다. 구동축(4)은 베어링(43,44)에 지지되어 회전 밀폐부(31), 살포기(splasher) 및 균형추(33)가 설치되어 있다. 중앙피트(35)가 고정체의 후부 및 전부 플렌지를 부착한다. 윤활유 통로(40)가 가동크라운기어 및 피스톤 평평한 저어널 지지면을 윤활하는 역할을 한다.
피스톤(5)의 횡방향 밀폐부는 원형부위(36)로 되어 있다.
시초 조립상의 유격 및 마모를 보상하기 위해 결합장치는 제2도 및 제3도에 있어서, 작용축선(23) (제11도 참조)이 크라운기어의 중심(O2)과 트러니언의 중심(O3)을 연결하는 직선에 대해 수직인 압축력하에서 작용하는 보상 스프링(30)으로 된다. 스프링(30)의 한끝은 크라운기어(6)와 일체로 중앙판(52)에 접하고, 다른 한끝은 구동축(4)에 형성된 중앙요입부(53)내에 지지된다.
제3도의 압축기는 변형의 구조이며, 피스톤(5)은 니이돌 로울러베어링(22)상에 부착되며, 보상장치는 축선(61)을 가진 클램프형 스프링(57)에 의해 부세되는 원추형 경사면을 가지는 한쌍의 쐐기(55)를 포함하며 둥근형을 가진 쐐기(55)의 외면(60)이 크라운기어와 일체로 구성된 접촉판(59)에 접한다(제14도 참조).
챔버의 벽(10)에 대한 피스톤(5)의 압입결합은 쐐기와 스프링과 같은 탄성보상장치에 의해 접촉점(E)에서 설치되어 있을때(제9도 참조), 축의 중심(O1)을 점(E)에 연결하는 직선(O1E)을 그릴 수 있다. 축의 중심(O1)과 트러니언의 중심(O3)을 연결하는 직선(O1O3)과 직선(O1E)사이에서 결합각(α1)이 한정된다. 그러므로 각도(α1)는 트러니언의 축심(O3)이 직선(01E)에 대하여, 축회전 방향에 상쇄되는 각도이다.
이 각도의 값을 신중하게 선택해야 한다. 사실상 각도(α1)는 피스톤과 챔버의 벽사이의 유격(J)의 값과 수학적으로 관련이 있다. 탄성보상장치에 의하여 생기는 효과가 소멸하여 축의 축선(O1)과 트러니언의 축선(O3)을 연결하는 직선을 따라 이들의 축선과 일치하는 위치에 피스톤의 축선이 배치될때에, 이 유격(J)을 계산하여 측정할 수 있다. 크랭크를 축선(O3)을 중심으로 구동시켜 피스톤의 중심(O2)을 직선(O1O3)상에 오게할때에 이 유격을 관측할 수 있다.
제5도의 그래프는 래디안의 단위각도(α1)의 함수로서 1/10mm단위의 유격(J)의 변화를 나타내는 곡선(48)을 표시한다. 1mm를 초과하는 유격(J)의 값에 있어서 의 변화는 거의 직선형인 것을 알 수 있다. J와 α1의 값은 수학적으로 관계가 있으며, 챔버와 크랭크 암의 주어진 규격 기타 구조상의 변수에 대해 계산 해낼 수가 있다.
제4도는 약 36 의 각도(α1)에 대응하는 유격 2.5mm에 대하여 래디안 단위의 크랭크각(W), 즉 직선(O1E)의 순간각도위치의 함수로서 챔버의 벽에 대한 피스톤의 슬라이딩 접촉점(E)에서 반력(Re)의 변화를 데카뉴톤 단위를 표시한다.
이 곡선은 제10도의 힘에 관한 다이아그램도에 대응한다. 크랭크 각(W1)의 평형점 45, 즉 접촉점(E)에서의 반력(Re)이 0으로 되는 점을 표시한다. 이 곡선은 0°와 W1사이에 있는 어느 크랭크 각도의 값에 대응하는 최고점(46)을 가지고, 이 점에서 접촉점(E)에서의 반력(Re)은 최대로 된다. 각도(W1)를 초과하면 힘(Re)의 적용방향은 역전하여, 피스톤은 전동통로에서 치켜들려지는 경향으로 된다. 이 부(負)의 반력은 점47에서 최저치에 달하고, 이 효과를 스프링 또는 스프링과 쐐기의 조합등과 같은 탄성 보상장치를 사용하여 보상하여야 한다(제11도의 힘의 다이아그램 참조)
제6도는 래디안 단위의 결합각도(α1)의 함수로써 압축효율 %의 변화곡선(49)을 도시한다. 그 결과에 의하면, 곡선의 상승부분이 낮은 α1의 값에 대응하며, 이에 의거하여 이론적인 선택이 되어야 하는 것이다.
그러나 크랭크 각도(W)의 함수로써의 변화를 제4도에 표시하는데, 반력(Re)은 재료의 파손에 대한 저항 및 급속한 마모 때문에 재료에 부과할 수 있는 허용가능한 힘에 맞지 않는 용압될 수 없는 값에 달할 수가 있다. 20°이하의 α1의 값에 있어서 구동축에 대한 반력이 너무 크고 기계적힘의 중가함에 따라 효율이 감소한다. 이 적을수록 피스톤 및 트러니언에 가해지는 힘은 더 커지며 마찰열로의 변환에의한 에너지 손실이 발생한다.
제7도 및 8도에는 접촉점(E)에서의 최대반력(제4도의 곡선점 46) 및 부의 최대반력(제4도의 곡선점47)에 각각 해당하는 1/10mm 단위의 유격(J)의 값의 함수로서 데카뉴톤단위로 표시된 힘(Re)의 변화를 나타내는 곡선(50), (51)을 표시한다. 유격(J)이 증가함에 따라 정(正)의 반력(Re)은 감소하는 것을 알 수 있다. 이 힘은 유격이 0에서 무한대로 향하는 경향이 있으며, 이때문에 제작자는 가능한한 큰 간격을 채택하게 된다. 그러나 제8도에서 표시한 바와같이 각도(W2)에서의 힘(Re)(제4도)은 점차로 점점 부의 값이 증가하므로 가능한한 작은 J의 값을 반대로 채택하는 경향이 있을 것이다.
정의 반력(Re)과 부의 반력(Re)의 차이는 유격의 크기에 따라 감소하여 약 10mm에서 수평을 이룬다. J의 함수로서 각도(α1)는 1mm 보다 큰 J의 값에서는 거의 직선적으로 변화하기 때문에(제5도 참조), J의 선택에 의하여 각도(α1)의 값이 결정된다.
사실상 유격(J) 또는 각도(α1)를 결정하기 위해서는 소요의 효율에 대응하는 범위의 각도(α1)를 제5도에서 선택한다. 상기의 재료강도의 관계로 20°보다 큰 α1이 선택되며, 더욱 좋게는 30°보다 큰 값이 선택된다. 재료가 받게되는 정 및 부의 반력을 알기 위해서 선택된 각도(α1)의 각 값에 대하여 제4도에 준하여 반력곡선이 그려진다. 한쪽에서는 재료가 받게되는 정의 반력(Re)의 최대치가 고려되며 다른 쪽에서는 부의 반력(Re)의 최대치가 고려된다. 부의 반력이 크게 될수록 사용하여야할 탄성 보상장치를 강하게 하여야 되는데 스프링의 기계강도로 인해 스프링에 의한 극한의 보상 가능성을 나타내는 한계가 있기 때문에 상기의 이유에서 정의 Re의 값과 부의 Re의 값이 허용가능한 곡선이 선정된다.
제9도, 제10도 및 11도는 결합각도(α1)가 32 64 이며, 유격이 5mm 경우의 압축기내에서 생기는 다른 크랭크 각도(W)에서 힘의 다이아그램을 나타낸다.
이 다이아그램중 제9도는 크랭크 각도(W)가 0 와 W 사이에 있을때(제4도 참조), 즉 힘(Re)이 정인 경우에 해당하고, 제10도는 피스톤이 전동 경로에서 치켜올려지기 직전 평형각도(W1) (제4도의 정 45참조)에 해당하고, 제11도는 각도(W1)와 피스톤이 치켜올려지는 영역에서의 부의 반력(Re)이 최대로 되는 W2(제4도의 점47)사이의 각도에 해당한다.
이들의 도면에 있어서, Rc는 O1을 중심으로 하는 실린더의 반경(Rc)에 의하여 그려지는 원을 나타내고, Rp는 O2을 중심으로 하는 피스톤의 반경(Rp)에 의하여 그려지는 원을 나타내며, Rf는 트러니언의 중심(O3)에 의하여 그려지는 원을 나타내며, Rcp는 피스톤의 중심(O2)에 의하여 그려지는 원을 나타내며, R은 트러니언의 중심(O3)의 둘레를 구동하는 피스톤의 중심(O2)에 의하여 그려지는 원의 부분을 나타낸다.
제9도의 경우, 피스톤은 크랭크각도(W )가 0°-W1사이(제4도 참조)에 있어 균형을 이루고 있다. 챔버(HP)에 넘치는 압력에 의한 피스톤 중심(O2)을 통과하는 힘을 나타내는 정의 힘(FPc)에서의 토오크가 피스톤에 가해진다. 문자 a는 레버암을 나타내는 것으로서, 래디안 단위 0°-W1의 각도에 대응하는 크랭크축의 회전사이에 트러니언의 축선(O3)에 작용하여 피스톤을 전동경로에 밀어붙이는 토오크를 계산한다.
제10도는 각각 W가 W1과 동일할때 즉, 피스톤이 치켜들려지기 직전에 피스톤의 균형을 나타낸다.
제11도는 각도 W가 W1-W2사이에 있을때 즉, 피스톤이 치켜들려지는 영역에서의 힘의 다이아그램을 나타낸다. 각도 W1를 통과한후에, 힘(Re)은 부로 되어 각도 W2에서 최대치에 이른다. 이 힘은 레버 아암(b)을 개재하여 토오크를 발생하고, 피스톤을 실린더와의 접촉점(E)으로부터 치켜들어 올리려고 한다. 피스톤의 치켜들림을 방지하기 위해서 부의 힘(Re)의 효과가 1개이상의 스프링 (30) (제11도 및 12도 참조) 작용에 의하여 상쇄된다. 스프링의 토오크, FRXO1O3COSα3은 토오크, ReXb와 동일해야 한다.
스프링(30)이 크라운기어에 지지되는 면(62)은 피스톤의 중심(O2)과 트러니언의 중심(O3)을 연결하는 직선(25)과 평행하며, 축의 중심(O1)을 통과하는 스프링의 작용 직선(23)은 이 직선(25)에 수직이다.
스프링 힘의 계산시에는 챔버(HP)의 작동압력 챔버 및 피스톤의 규격등의 몇가지 인자를 고려해야 한다.
스프링(30)은 피스톤의 전동 방향에 대해 접촉점(E)으로부터 상류에 있어 스프링의 축선(67)은 축의 축선(O1)을 통과하고, 직선(25)에 수직이다. 스프링은 크라운기어에 고정된 중앙스터드(65)와 크랭크에 형성된 저면(66)이 직선(25)에 평행한 위치설정면을 가진 원톤하우징 사이에 수용된다.
피스톤을 전동경로에 밀어붙여 부의 힘(Re)을 상쇄시키기 위한 1개 이상의 스프링을 사용하는 장치는 피스톤을(쐐기로) 압입시키는 제1해결법을 표시한다. 다른 보상겸용 압입장치는 점진적인 쐐기조정을 가능하게 하는 1개이상의 스프링에 부세된 원추형의 경사진 쐐기를 사용하는데 있다.
제13도 및 14도에 도시한 실시예에 있어서, 크랭크(3)와 크라운기어(6)사이에 2개의 종방향으로 경사진 평탄부분(58)으로 형성되는 요입형의 하우징이 형성되어 그 요입형내에는 반대방향에 원추형의 경사진 한쌍의 쐐기(55)가 들어간다. 따라서 이 하우징의 위치에서 크랭크의 블럭은 2개의 경사진 면이 있고 각 경사 각도는 그 속에 수용되는 쐐기의 경사와 일치한다. 하우징 및 쐐기의 원추형 경사는 축(4)의 축선(O1)에 대하여 각도(α4)만큼 경사져 있으며 하우징의 2개의 단부에 쐐기(55)가 수용된다. 각도(α4)로 경사지는 면과 반대측의 크라운기어(6)가 이 위치에 구성되는 평탄부 또는 편부(62)에 접하는 쐐기면은 돌출형으로 둥글게 K로 표시되는 모선(母線)을 따라 쐐기가 받침판에 접하도록 되어 있다. 쐐기의 종방향 대칭면(63)은 중심(O1)을 통과한다. 중심축선이 괘기의 양단에 들어가 압축력이 작동하는 스프링(57)에 의해 2개의 쐐기(55)가 반대방향으로 부세된다. 쐐기(55)에 의하여 크라운기어의 한침판(62)에 가해지는 추력은 릭스톤의 축선(O2)과 트러니언(O3)의 축선을 연결하는 직선에 대해 수직이다.
쐐기의 또한 다른 실시예가 제15도 및 16도에 도시된다. 축(4)의 축선(O1)에 대하여 각도(a4)로 향하는 대신에 쐐기 (70)의 경사(71)는 축선(O1)데 대하여 직각 방향으로 기울고, 트러니언의 중심 (O3)과 피스톤의 중심(O2)에 연결하는 직선에 대해 각도(α5)만큼 경사져 있다. 따라서 쐐기 때문에 형성되는 하우징은 크랭크(3)의 종방향 평탄부분(71)과 크라운기어(6)의 내부공간에 형성되는 평탄부분(72)사이에 포함된다. 종방향 표면의 1개가 각도(α5)만큼 경사진 쐐기는 그 횡면에 압축력이 작용하고 있는 스프링 (74)의 양단을 수용하는 2개의 블라인드 하우징(73)이 뚫어지며 스프링의 양단은 크라운기어 (6)의 평탄 부위에 설치된 중앙 스터드(75)에 의하여 유지된다.
쐐기의 작용은 축(4)의 축선에 대해 수직인 직선을 따라 작용하여 크라운기어(6)와 크랭크를 이 직선에 대해 수직방향으로 밀어 분리하게 된다.
압축기 분야에서의 본 발명에 의한 기계에 대하여 기재된 응용은 폭발식 엔진, 진공 펌프, 에너지회수기 또는 기압식, 유압식 브레이크와 같이 본 발명의 원리를 이용할 수 있는 장치이면 어떠한 장치에 응용하여도 좋다.

Claims (14)

  1. 실린더형의 챔버(13,14)에 대하여 동축의 축선(O1)을 가진 축(4)우의 편심부 또는 크랭크(3)와, 이 챔버의 격(10)에 접촉하여 전동할 수 있는 실린더형 로타리 피스톤(5)과. 피스톤(5)의 내측에 설치되어 피스톤(5)에 대하여 슬라이드 할 수 있으며 이 피스톤을 구동하는 크라운기어(6)를 내부에 배설한 실린더형 챔버(13,14)를 포함하며, 상기 크랭크 또는 축과 크라운기어(6)의 내부공간에 지지되는 탄성보상장치(30), (55), (57), (73), (74)에 의하여 피스톤(5)이 그 전동 경로상에 쐐기작용으로 밀어붙여져 있으며, 또한 피스톤 주위의 자유공간을 가변용적의 2개의 격벽실(13,14)로 분할하는 플랩(15)을 가진 로타리피스톤기계, 특히 로타리피스톤 압축기로서 크랭크(3)와 크라운 기어(6)를 공통축선의 주위를 구동할 수 있도록 연결하는 부재(1)에 의하여 크라운기어(6)가 회전되는 것을 특징으로 하는 로타리피스톤기계.
  2. 청구범위 1항에 있어서, 상기 연결하는 부재(1)가 포크조인트에 부착된 트러니언인 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  3. 청구범위 2항에 있어서, 상기 트러니언(1)이 크랭크(3)의 축선(O3)을 가진 내부공간(24)과 크라운기어(6)와 일체인 포크조인트(8,9)에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  4. 청구범위 제 2항에 있어서, 상기 피스톤(5)이 탄성 보상장치에 의해 접촉점(E)에서 챔버의 벽(10)에 쐐기작용에 의하여 압입되어 있을때, 트러니언(1)의 축선(O3)이 축(4)의 회전방향으로 이접촉점(E)에 대하여 각도 α1만큼 벗어나 있으며, 이 각( α1)은 축(4)의 축선(O1)을 접촉점(E)에 연결하는 직선과 축의 축선(O1)을 트러니언(1)의 축선(O3)에 연결하는 직선이 서로 형성하는 각도인 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤기계.
  5. 청구범위 4항에 있어서, 상기 탄성보상장치에 의하여 발생하는 효과가 없이, 축의 축선(O1)과 트러니언의 축선(O3)을 연결하는 직선을 따라 양 축선(O3), (O3)과 일치하는 위치에 피스톤의 축선(O2)이 있을때에 측정한 상기 피스톤과 챔버의 벽 사이의 유격으로 정의되는 유격(J)의 함수로서 각도(α1)의 값이 선택되는 것을 특징으로하는 로타리 피스톤 기계.
  6. 청구범위 제5항에 있어서, α와 J의 값이 수학적으로 관련이 있으며, 재료가 받는 기계적 힘이 너무높게 가해지지 않도록 작동압, 회전속도, 피스톤 및 챔버의 벽 치수의 함수로서, 약 1mm의 유격(J)에 대응하는 각도 20° 보다도 큰 각도(α1)가 선택되는 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  7. 청구범위 제2항에 있어서, 상기 피스톤의 회전 방향에 대하여 접촉점(E)보다도상 류쪽에 횡방향으로 부착되는 한쪽은 크랭크(4)상에 다른쪽은 크라운기어(6)상에 지지되는 적어도 1개의 스프링(30)에 의하여 탄성쐐기장치가 형성되어서, 이 스프링의 작용직선이 축의 축선(O1)을 통과하여 피스톤의 중심(O2)을 트러니언의 중심(O3)에 연결하는 직선(25)에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는 로타리피스톤 기계.
  8. 청구범위 제7항에 있어서, 상기 크라운기어상에 지지되는 스프링의 면(62)이 피스톤의 중심(O2)과 트러니언의 중심(O3)을 연결하는 직선(25)에 평행한 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  9. 청구범위 제7항에 있어서, 크라운기어에 고정된 중앙스터드(65)와 크랭크에 형성된 위치설정면(64)을 가진 실린더형 하우징 사이에 스프링(30)이 수용되고, 이 하우징의 저면(66)이 중심(O2)과 중심(O3)을 연결하는 직선(25)에 평행인 것을 특징으로 하는 로타리피스톤 기계.
  10. 청구범위 제1항에 있어서, 축(4)의 축선(O1)에 대하여 직각인 작용직선을 따라 압축력이 작용하고 있는 스프링에 의해 부세된 직어도 1개의 원추형으로 경사진 쐐기에 의하여 탄성 쐐기장치가 형성되어, 이 쐐기가 크랭크와 크라운기어사이의 벽하나가 원추형으로 경사진 하우징 내부에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  11. 청구범위 제10항에 있어서, 축의 축선(O1)에 대하여 각도(α4)로서 경사지고 크라운기어(6)의 내부공간과 함께 하우징을 형성하고 있는 2개의 종방향의 요입형 평탄부분(58)을 크랭크의 종방향면의 하나가 가지며, 하우징의 2개의 횡단부에 2개의 쐐기(55)가 수용되며, 각 쐐기가 경사진 평탄부분(58)의 각도에 대응하는 각도(α4)로 경사진 내면을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  12. 청구범위 10항 또는 11항에 있어서, 쐐기를 지지하는 크라운기어의 부분이 받침판을 형성하는 평탄부분(62)을 가지는 한편, 이 받침판에 지지되는 각 쐐기의 외면이 둥근 부분을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  13. 청구범위 10항에 있어서, 크라운기어의 내부공간과 크랭크상 사이에는 쐐기(70)를 수용하는 종방향의 경사면을 가진 하우징이 배설되어 크랭크측의 히 하우징의 경사(71)는 피스톤의 중심(O2)을 트러니언의 중심(O3)에 연결하는 직선에 대하여 각도(α5)만큼 횡방향으로 경사져 있으며, 적어도 1개의 스프링(74)에 의해 부세되는 쐐기(70)의 작용축(4)에 대하여 직각인 직선을 따라 발생하는 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
  14. 청구범위 13항에 있어서, 쐐기(70)의 횡면에 스프링(74)의 일단이 끼워지는 1개의 블라인드 하우징(73)이 형성되어 있으며, 스프링(74)의 타단은 크라운기어(6)의 평탄부분(72)과 일체로 중앙스터드(75)상에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 로타리 피스톤 기계.
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