(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子、固定子及びシャッタディスクを備えるロータリピストン及びシリンダ装置であって、
前記回転子は、該回転子からシリンダ空間内に延びるピストンを備え、前記回転子及び前記固定子は共に前記シリンダ空間を画定し、
前記シャッタディスクは、前記シリンダ空間を通るとともに該シリンダ空間内に仕切りを形成し、内部への前記ピストンの通過を可能にするスロットを含み、
前記スロットは、前記ピストンを内部に受け入れる２つの表面部分間に設けられ、前記表面部分のうちの少なくとも一方が、前記ピストンとの近接延在領域を画定して流体シールを提供し、前記ピストンが前記スロットを通る期間の少なくとも一部にわたって、前記近接延在領域は、前記シャッタディスクを通って延びて該シャッタディスクと同一平面上にある中央平面からオフセットされる、ロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項２】
前記近接延在領域は、前記スロットを通る前記ピストンの進行中に前記シャッタディスクの厚さに対して並進する、請求項１に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項３】
前記近接延在領域は、前記スロットを通る前記ピストンの進行の少なくとも一部に関して、前記シャッタディスクの対向する表面のうちの一方から、前記シャッタディスクの厚さの０％〜２０％の距離だけ離間される、請求項１又は２に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項４】
前記近接延在領域は、前記シャッタディスクの平面に対して非平行である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項５】
前記近接延在領域の向き又は形状或いはその両方は、前記シャッタディスクのスロットを通る前記ピストンの通過中に変わる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項６】
前記近接延在領域は略線形である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項７】
前記近接延在領域は略非線形である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項８】
流体の少なくとも一部が排出されることを可能にするように前記シャッタディスクと前記スロットの少なくとも一方の表面との間の漏出隙間を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項９】
当該装置が、その動作サイクル中の作動流体の漏出のレートを変えるように配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１０】
前記シャッタディスクを通る前記ピストンの通過中の作動流体の漏出を変えるように配置されている、請求項９に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１１】
前記シャッタディスク及び前記ピストンのうちの少なくとも一方の、シール界面に位置付けられる窪み又は凹部を含む、請求項９に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１２】
前記窪み又は凹部は、前記スロットを通る前記ピストンの通過中に前記近接延在領域に影響を与えるように配置されている、請求項１１に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１３】
前記窪み又は凹部は、前記スロットを通る前記ピストンの通過中に前記近接延在領域に交差する、請求項１１又は１２に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１４】
前記シャッタディスクの側に窪みを含む、請求項１１に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１５】
前記窪み又は凹部は、前記シャッタディスク内の容積部と連通し、前記シャッタディスクは少なくとも部分的に中空であるものとすることができる、請求項１１に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１６】
前記近接延在領域に沿うシール界面における隙間は、前記シャッタディスクを通る前記ピストンの通過中に変わるように配置されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１７】
前記隙間は、前記スロットを通る前記ピストンの通過の少なくとも一部の間に増大又は減少するように配置されている、請求項８に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１８】
前記平面は、前記シャッタディスクの周方向面の高さの中心を、該周方向面の少なくとも一部にわたって通るように、前記シャッタディスクの中央平面である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【請求項１９】
前記スロットが間に画定される前記表面は、対向する表面である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のロータリピストン及びシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリピストン及びシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリピストン及びシリンダ装置は、内燃機関、又は、過給機若しくは流体ポンプ等の圧縮機の形態、又は、蒸気機関若しくはタービン交換等の膨張機として、また、容積式装置としての形態をとることができる。
【０００３】
ロータリピストン及びシリンダ装置は、回転子及び固定子を備え、固定子は、環状シリンダ空間を少なくとも部分的に画定し、回転子はリングの形態であるものとすることができ、回転子は、回転子から環状シリンダ空間内に延びる少なくとも１つのピストンを備え、使用時に、少なくとも１つのピストンは、固定子に対する回転子の回転時に環状シリンダ空間を通って周方向に移動し、回転子は固定子に対してシールされ、装置は、シリンダ空間シャッタ手段を更に備え、シリンダ空間シャッタ手段は、固定子に対して、シャッタ手段が環状シリンダ空間を分割する閉位置に、及び、シャッタ手段が少なくとも１つのピストンの通過を可能にする開位置に移動することが可能であり、シリンダ空間シャッタ手段はシャッタディスクを含む。
【０００４】
「ピストン」という用語は、本明細書において、その最も広範な意味で、文脈が認めれば、シリンダ壁に対して移動可能な仕切りを含むように用いられ、そのような仕切りは、概して、相対移動の方向にかなりの厚さである必要はなく、ブレードの形態であるものとすることができる。仕切りは、かなりの厚さであるものとすることができるか、又は、中空であるものとすることができる。シャッタディスクは、シリンダ空間の実質的に径方向に延びる仕切りを呈することができる。
【０００５】
本発明では、そのような装置の改良されたシール配置を考案した。
回転子の内側面の幾何学形状は、行程の終わりにおいてピストンが孔を通ることを可能にする回転シャッタディスクの外面の少なくとも一部によって左右される。ピストンは、シリンダ壁及びディスクの孔の双方に対する少なくとも部分的なシールを形成しながら、各サイクルにおいてディスクを好ましくは１回通らなければならず、これは、チャンバが、作動流体を依然として収容し、たいていの構成において、（圧縮機の）出口ポートに、又は、より包括的には作動圧力で容積部に依然として接続されているためである。シールという用語が用いられる場合、本発明では、隙間を低減し、漏出を最小限に抑え、シールにわたる流体の移動を必ずしも完全には防止しない配置の意味を含むことに留意されたい。
【０００６】
当業者に明らかな解決策は、ディスクの中央平面に近接延在幾何学形状を画定することによって、ピストンの作動面におけるシールを優先することである。近接延在幾何学形状は、一連の点、又は、好ましくは湾曲しているか若しくは直線であるものとすることができる連続的な線から形成することができる。ピストンの作動面は、ディスク及び回転子の相対運動を考慮して、この近接延在幾何学形状から画定することができる。この手法の結果として、ディスクを通るピストンの通過にわたって近接延在線における実質的に一定の最小限の隙間を維持するピストン及びディスクが生じることが分かる。ディスクの厚さに対する近接延在線の各側に対するブレードの作動面は、ディスクの孔の表面から離れる可変の実質的により大きい距離である。
【０００７】
上述したようなブレード及び孔の幾何学形状を形成する１つの方法は、まず、あまり重要ではないためより大きい隙間を有することができるピストンの対向する面の近接延在幾何学形状も画定することである。近接延在幾何学形状はこの場合、その座標系において回転子に沿って曲線を描き、ピストン表面を形成する。孔はこの場合、その座標系における同じシール断面を用いて、ディスクを、曲線を描くようにカットすることによって形成される。シール面の各側の引込及び導出表面領域が次に、ディスク座標系において、ピストンの前縁及び後縁の断面を用いて、ディスクを、曲線を描くようにカットすることによって形成される。そのような配置の一例が図１Ａ〜図１Ｄに示されており、図１Ａ〜図１Ｄは、分かりやすくするために省かれる回転子の壁を通して見た、シャッタディスク１０１のスロット１０２を通るピストンブレード１０３の図の端面を示している。近接延在線（ｃｌｏｓｅ−ｒｕｎｎｉｎｇ  ｌｉｎｅ、ＣＲＬ）は、（或る時点で）回転子と密に協働する周方向面１０１ａの深さ／高さに対してシャッタディスクの中央である（中央）平面１０５にある。この配置では、近接延在線は、（ブレードが）スロットを通るときにこの位置にあるままである。図面から分かるように、前縁及び後縁は、スロット１０２の容積部の異なる領域を通る。特に、「面ａ」は、スロットの下側領域の実質的により近くを最初に通り、次に、スロットの上側領域の実質的により近くを通る。装置の他の実施形態では、これを反対の意味で適用することができることが理解されるであろう。この特定の実施形態では、これは、ピストンの前縁が近接延在線に達する前の、ピストンとシャッタディスクとの間の間隙につながる。この間隙は、装置の構成に応じて、シリンダからの流体の漏出を可能にすることができる。
【０００８】
好適なディスクスロットの幾何学形状を形成する種々の方法が可能であること、及び、本発明の実施形態を、必要な幾何学形状を生じる任意の好適な方法によって実現することができることが理解されるであろう。さらに、ピストン形状を、対照的に、逆もまた同様に所与のスロット構成に基づいて実現することができ、それによって、好適なスロット／シャッタディスク界面を達成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ブレードとシャッタディスクの孔との間のシール界面の好ましい配置を提供することである。「シール界面」は、ピストン及びディスクの孔の面を広範に指し、「近接延在領域／線」は、ブレードの作動面とディスクの孔との間のシール界面における実質的に最小限のシール間隙を呈するディスクの一連の点を指す。近接延在線は、複数の別個のセクションから形成することができるが、好ましくは単一の連続的な線である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、回転子、固定子及びシャッタディスクを備えるロータリピストン及びシリンダ装置が提供され、回転子は、回転子からシリンダ空間内に延びるピストンを備え、回転子及び固定子は共にシリンダ空間を画定し、
シャッタディスクは、シリンダ空間を通るとともにシリンダ空間内に仕切りを形成し、ディスクは、内部へのピストンの通過を可能にするスロットを含み、
スロットは、ピストンを内部に受け入れる２つの表面部分間に設けられ、表面のうちの少なくとも一方が、ピストンとの近接延在領域を画定して流体シールを提供し、ピストンがスロットを通る期間の少なくとも一部にわたって、近接延在領域は、ディスクを通って延びてディスクと同一平面上にある中央平面からオフセットされる。
【００１１】
中央平面は、回転子の径方向平面と一致していてもよい。ディスクの中央平面は、当該平面の外周範囲の少なくとも一部わたって、回転子と密に協働するディスクの周方向面の深さ／高さの実質的に中途に位置付けることができる。好ましくは、平面は、周方向面の大部分の範囲にわたってそのように位置決めされる。
【００１２】
近接延在領域は、スロットを通るブレードの進行中にディスクの厚さに対して並進するように配置することができる。
スロットが間に設けられる表面は、互いに（直接的に）対向することができる。
また、近接延在領域は、スロットを通るピストンの進行の少なくとも一部に関して、シャッタディスクの対向する表面のうちの一方から、シャッタディスクの厚さの０％〜２０％の距離だけ離間される。
【００１３】
これらの表面は、同様ではないプロファイル形状を有することができ、表面のうちの一方（近接延在線を形成するように用いられない表面）は、例えばスクエアカットによって、製造の容易さに基づいて形成することができる。
【００１４】
スロットの表面のうちの一方のみを、ピストンの作動面と相互作用し、ピストンと近接延在線を形成する面であるように構成することができる。
シャッタ手段の開状態にあるときの回転シャッタディスクの少なくとも１つの孔は、環状シリンダ空間の周方向に延びるボアと実質的に整合して位置決めされるように配置され、シャッタディスクを通るピストンの通過を可能にする。
【００１５】
シャッタの孔は、シャッタディスクに対して実質的に径方向に設けることができるか、又は実際には、ピストンの形状を可能にするように好適な形状であるものとすることができる。
【００１６】
好ましくは、回転子の回転軸は、シャッタディスクの回転軸に対して非平行である。最も好ましくは、回転子の回転軸は、シャッタディスクの回転軸に対して実質的に直交する。
【００１７】
好ましくは、ピストンは、孔が環状シリンダ空間を通るため、移動するシャッタ手段において、妨げることなく孔を通るような形状にされる。ピストンは好ましくは、ピストンが孔を通るときにシールが形成されるように、ピストンとシャッタ手段の孔との間に最小限の隙間があるような形状にされる。シールは、ピストンの前面若しくは後面又は前縁若しくは後縁に設けることができる。圧縮機の場合、シールを前面に設けることができ、膨張機の場合、シールを後面に設けることができる。
【００１８】
回転子本体は、回転子本体及び固定子を相対的に位置決めするために、ピストンとシリンダ壁との間の協働に依拠するよりも、好ましくは固定子によって回転可能に支持される。ロータリピストン及びシリンダ装置が、ピストンが比較的高い摩擦力を生じる好適なピストンリングによってシリンダと同軸に維持される従来の往復ピストン装置とは異なることが認識されるであろう。
【００１９】
回転子は、固定子によって担持される好適な軸受手段によって回転可能に支持される。
好ましくは、固定子は、少なくとも１つの入口ポート及び少なくとも１つの出口ポートを含む。
【００２０】
好ましくは、ポートのうちの少なくとも一方は、シャッタ手段に実質的に隣接する。
好ましくは、シャッタディスクの角速度に対する回転子の角速度の比は、１：１であるものとすることができ、他の比を想定してもよい。
【００２１】
回転子は、シリンダ空間を固定子とともに部分的に画定する（円形の）凹状の表面を含むことができる。回転子は、幾つかの実施形態では、ディスクと回転子との間の回転伝動装置が内部を延びることを可能にするように中心孔を含むことができる。
【００２２】
シャッタディスクは、シリンダ空間の１つの領域においてシリンダ空間を通って延びるように配置することができる。
装置は、以下の説明において記載され及び／又は図面に示される１つ又は複数の特徴を有することができる。
【００２３】
ここで、本発明の種々の実施形態を、以下の図面を参照して、専ら例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】シャッタディスクのスロットを通るピストンブレードの図の端面を示す図である。
【図１Ｂ】シャッタディスクのスロットを通るピストンブレードの図の端面を示す図である。
【図１Ｃ】シャッタディスクのスロットを通るピストンブレードの図の端面を示す図である。
【図１Ｄ】シャッタディスクのスロットを通るピストンブレードの図の端面を示す図である。
【図２】ロータリピストン及びシリンダ装置の斜視図である。
【図３】種々の平面及び回転子の回転軸を示す、図１の装置の回転子の斜視図である。
【図４】シャッタディスクのスロットを通るピストンブレードの図の端面を示す図である。
【図５】シャッタディスクのスロットを通るピストンブレードの図の端面を示す図である。
【図６ａ】シャッタディスクの斜視図である。
【図６ｂ】図６ａのシャッタディスクの平面図である。
【図７ａ】シャッタディスクのスロットを通るピストンを示す図である。
【図７ｂ】図７ａのシャッタディスクの斜視図である。
【図８ａ】反転した円錐側面を有するシャッタディスクの斜視図である。
【図８ｂ】図８ａのシャッタディスクの断面図である。
【図９】シャッタディスクの、その側面に流れを変える窪みを有する斜視図である。
【図１０】シャッタディスクのスロット内に位置付けられた流れを変える窪みを有するシャッタディスクの斜視図である。
【図１１】非直線的な近接延在領域を有して配置されるシャッタディスクの斜視図である。
【図１２】第１のピストンブレードの斜視図である。
【図１３】変更されたピストンブレードの斜視図である。
【図１４】スロットを通るディスクの接線に対して平行な断面図である。
【図１５】ピストンの作動面と相互作用せず、近接延在線を生成する面が製造を容易にするように構成されている、シャッタディスクの斜視図である。
【図１６】２つの可能なピストン形状の斜視図である。
【図１７】変形シャッタディスクの斜視図である。
【図１８】更なる変形シャッタディスクの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
回転子２、固定子（図示せず）及びシャッタディスク３を備えるロータリピストン及びシリンダ装置１を示す図２を参照する。固定子は、回転子に対して維持される形態を含み、回転子の内側面２ａに面する固定子の表面が、シリンダ空間を共に画定する。固定子は、回転子の後方に位置付けられる部分も含むことができるため、回転子は、２つの固定子の部分間に効果的に位置付けられる。回転子と一体的に、また内側面から延びて、ブレード５が設けられる。シャッタディスク３に設けられるスロット３ａが、ブレードが内部を通ることを可能にするような寸法及び形状にされる。シャッタディスク３の回転は、伝達アセンブリによって回転子に連動され、回転子のタイミングがシャッタディスクと同調したままであることを確実にする。伝達アセンブリは、歯車の配置を含む。回転子は出口ポート６を含む。
【００２６】
装置の使用時に、シャッタディスクの周方向面３０が、回転子の内側面２ａに面し、それらの間にシールを提供するようにし、それによって、シャッタディスクの機能が、達成されるシリンダ空間内の仕切りとして働くことを可能にする。後述する実施形態では、シャッタディスクとシャッタディスクのスロットとの間のシールの態様が開示される。
【００２７】
回転子の内側面２ａの幾何学形状は、回転するシャッタディスクの湾曲した周方向面によって左右される。ディスクは（好ましくは）（環状）シリンダの一方の側にのみ貫通するため、ディスク及び回転子の軸は概ね交差しない。ディスクはまた一定の厚さを有するため、その外面の全体に沿う均一なシールを形成することができないことが理解されるであろう。
【００２８】
幾つかの実施形態では、回転子２の中心面を、回転子の軸と一致する径方向平面とみなすこともできる。Ａ及びＢで示される平面、並びに、Ｃで示される回転子の回転軸を示す図３を参照する。平面Ｂは平面Ａに直交する。
【００２９】
図４は、（圧縮機の構成において、装置の中心に向かって径方向に見た）ディスクの側面図を示しており、近接延在線を含む平面が、装置の出口側に向かってディスクの中央平面からオフセットされる。そのような配置の場合、近接延在線への引込部は、導出部よりも実質的に短い。これは、装置の異なる構成に対して相対的な重要性が変わる複数の意味を有し、それぞれについて、シールする外周面のオフセットのこの方向が逆よりも適切であるか否かを指示する。
【００３０】
近接延在線へのより短い引込部は、導出部の長さを増大させる。幾つかの実施形態では、これは、ピストンの前縁が近接延在線に最初に達する前の、ピストンとディスクとの間に形成される間隙の隙間を低減する。実施形態が、図１Ａ〜図１Ｄに示されている種類のピストン−孔の相互作用を用いる圧縮機として構成される場合、より小さい間隙は、出口シリンダから離れる加圧された作動流体の漏出を低減し、これは、装置の性能に大きく寄与する。より長いスロット導出面も、改良されたシールが有益である場合に、排気の始めからピストンとディスクとの間のシールを向上させる。排気サイクルの終わりに向かうより短いシールのランドが、流体の漏出を増大させることができ、シリンダ内の圧力スパイクを低減する。
【００３１】
図５に示されているように、シール外周の平面を、ディスクの入口側に向かってオフセットすることも可能である。この手法は、上記で言及した問題を示すことができるが、より長い引込部は、サイクルの終わりに向かってシリンダに残っている作動流体が、引込容積部を通して排気孔のうちの１つにより効果的に排出されることを可能にすることができ、これは、そのような構成が、サイクルの終わりに向かってより多くのポートエリアを露出させるためである。これは、サイクルの終わりにおけるいかなる圧力スパイクも低下させることができるため有益であり、したがって、関連する温度及び入力動力が増大する。装置が真空ポンプ又は膨張機として構成される場合、逆の論理が当てはまり、ディスクの入口側に向かうシール線の位置決めが、同等のシナリオを生成する。
【００３２】
１つの実施形態では、シール領域は実質的に非線形であるものとすることができる。シール線が湾曲している実施形態が図６ａ及び図６ｂに示されており、それによって、結果として、作動流体に対して実質的に凹状の面を呈するブレードが生じ、サイクルの終わりにおいて出口ポートに向かう流体の動的な流れを向上させる。湾曲が、図６ｂのシャッタディスクの平面図において最も良く分かる。シャッタディスクは、引込表面３０ａ及び導出表面３０ｂを含む。ピストンブレードの周りの流体の動態に応じて、シール線の形状を用いて、サイクル中の作動流体の入口流、出口流及び／又は挙動を向上させることができる。図６ａ及び図６ｂに示されている種類の曲線は、所与の曲線を描く容積部の場合、湾曲したブレードがより広い上面を有するため、ブレードの（回転子に対して）径方向内側の面と湾曲した内側固定子面との間のシールも向上させる。同様に、所与の径方向内側面の幅に関して、そのような湾曲した作動面の結果として曲線を描く容積部がより大きくなる。
【００３３】
更なる実施形態が図７ａ及び図７ｂに示されており、この場合、近接延在線は、ブレードがディスクを通るときに、ディスクの厚さを通って移動する。この実施形態は、ブレードの通過中の接点の引込側及び導出側のいずれかを更に低減することによって、シールを向上させることができる。近接延在線は、ブレードが近づくにつれて、ディスクの出口側の近くに位置付けられ、ブレードへの損傷を最小限に抑えるために面取り部を提供するほど十分な引込部を残す。ディスク１３０内をブレードが通過中に、近接延在線は、通過中の任意の所与の時点においてブレードの面により近づき、その周りの孔の形状により近似するという目的で、ディスクの入口側のより近くに移動する。異なる近接延在線の位置の例が破線で示されており、これは、中実な矢印によって絵で示されているように、ディスクスロット１３１の作動面を下に並進する。
【００３４】
１つの実施形態では、引込部から離れる進行後の近接延在線は次に、ブレード通過の特定の時点の後でディスクの出口側に向かって移動して戻り、最初の近接延在線と大きく一致する。これは、孔の形状を、同じ場所において必要とされるであろう引込部による影響を受けることなく維持することを可能にする。その代わりに、引込部は、最初の（及びしたがって最終的な）近接延在線の位置とディスクの出口に面する面との間の領域内に全体的に含まれ、この場合、通過の始めにおいてブレードのための面取り部を提供する。
【００３５】
更なる実施形態が図８ａ及び図８ｂに示されている。近接延在線は、ディスク２３０を通るブレードの通過中にディスクの法平面に対して回転するように配置される。広範には、これは、ディスクが実質的に平面的ではなく、例えば図面に示されているように円錐又は逆円錐であるシナリオに適用可能である。これは、上述したような同じ機能を果たし、ブレードの通過の開始時の漏出を最小限に抑えるとともにブレードの損傷を最小限に抑え、近接延在線の面する面の各側の間の距離を低減することによって、ブレード通過中のディスクを通るピストン通路のシールを向上させる。破線で示されているように、近接延在線は、ブレード通過の開始時にはディスクの出口側における円錐状のディスク面に対して実質的に平行である。近接延在線は次に、ブレードの通過中に回転し、それによって、ディスクの入口側に向かって移動する。近接延在線は次に、その最初の向きに向かって移動して戻り、ブレードの後縁に必要な隙間を提供する。
【００３６】
図９は、行程の終わりにおける圧力除去も提供する本発明の更なる実施形態を示している。この場合、シャッタディスク３０３の出口面は、行程の終わりの空気がシリンダの径方向内側壁を通って排気されることを可能にする凹部５０を有する。そのような特徴が実行可能であることに留意することが重要であり、回転子の径方向外側壁及びシリンダの径方向内側壁のうちの一方は、異なる幾何学形状／厚さであるものとすることができ、これは、そうでなければ、ブレードがディスクの通過を開始する直前に、空気がシリンダに最初に入るため、圧力除去特徴部が漏出経路を提供するためである。ポケットは、ディスクが中空である場合に、ディスクの内部空間と連通することができる。
【００３７】
シャッタディスク４０３の窪みがシール面に設けられ、それによって、近接延在線における不連続部を形成して作動流体の漏出を増大させる、実施形態の更なるシャッタディスクの変形が図１０に示されている。これは、固定された近接延在線を用いて実現することができるが、好ましくは、サイクルの終わりに向かって専ら窪みと交差する移動及び／又は回転する近接延在線によって実施される。最初の近接延在線はＣＲＬｉとして参照され、最後の近接延在線はＣＲＬｆとして参照される。
【００３８】
本発明の更なる実施形態が図１１に示されており、この場合、シャッタディスク５０３の近接延在線ＣＲＬは湾曲し（２つ以上の次元に）、それによって、単一の平面に実質的に含まれることができない。そのような実施形態は、（使用される場合に）摩耗性コーティング上の摩耗を、ディスク上の任意の点における近接延在線間の角度を規定すること、及び、ブレードの相対表面速度によってよりしっかりと制御することを可能にすることができる。最適な条件は、装置の各構成について、また具体的には、使用される摩耗性コーティングの特性に応じて変わる。利用可能な追加の選択肢に起因して、そのようなシナリオを使用して、上述したあまり複雑ではない解決策を超えて、シリンダ内の空気力学をより効果的に制御することも可能である。
【００３９】
実施形態の変形では、近接延在線に沿うシール間隙の幅は、ディスクを通るブレードの通過の終わりに向かって増大し、それによって、作動流体の追加の漏出が、シール間隙を通って入口シリンダへ可能となる。これは、圧縮機の実施形態におけるサイクルの終わりにおけるいかなる潜在的な圧力スパイクも低減することに役立ち得る。そのような特徴は、孔における近接延在線のオフセットとして（移動する近接延在線が使用される場合、又は、ブレードの部分的にオフセットされる面として、又は、双方の組み合わせとして）実施することができる。数学的に理想的なブレード幾何学形状１１５ａ、及び、ブレードの後セクション１１５ｂの材料が除去されているブレードをそれぞれ示す図１２及び図１３を参照する。オフセット面１１５ｂは、シャッタディスクのスロットを通るブレードの通過の終わりにおけるシール間隙を増大させる。シャッタディスク６０３の表面６０７の好適な幾何学形状が変更されており、それによって、近接延在線ＣＲＬがスロットを通るブレードの通過の終わりに向かって変更されることで、それらの点におけるシール間隙が増大される方法を示す、図１４も参照する。このスロットの変更は、スロットを通るピストンの通過の終わりに向かう流体の漏出を増大させる。
【００４０】
図１５は、スロット７３１の表面７３０（ピストンの作動面と相互作用しない）が、製造を容易にするためにスクエアカットとして形成される、シャッタディスク７０３の変形実施形態を示している。
【００４１】
上記の実施形態はスロットプロファイルを最初に形成し、次に、スロットを通る（また必要な近接延在線を形成する）ように好適なピストン形状を作り出すことによって作り出されるが、代替的には、所望のピストン形状から始め、ピストンを収容するようにスロットを形成することが可能である。２つのそのような可能なピストン形状が図１６に示されている。これらは、近接延在線に関して、所望のスロットプロファイルから始めるものと同じ効果を提供する。
【００４２】
上述した実施形態では、近接延在領域又は線は、孔スロットを通るブレードの通過の少なくとも一部の間、シャッタディスクの中心平面からオフセットされるように配置される。有利には、そうすることによって、ブレードとシャッタディスクのスロットの作動面との間のシールをより良好に行うための、また異なる用途の異なるシナリオに関して、種々の所望の結果を達成するための種々の方法を提供し、それらの幾つかを上記で概説した。
【００４３】
図１７及び図１８は、「不規則な」周方向ディスク面を有するシャッタディスクの変形実施形態を示している。図１７では、シャッタディスク８０３が切り欠き部分８０５を含む。周方向面８０５ａの範囲の大部分に関して、ディスクの中央平面８０６が周方向面の高さの中間にある。しかし、切り欠き部分８０５に隣接する領域では、周方向面のその部分の近傍の中央平面は、その部分の高さに対してオフセットされる。図１８では、ディスクの全体的な厚さを増大させる湾曲した延長部分９０７が設けられるシャッタディスク９０３が示されている。湾曲した延長部は、回転子と密に協働して作用する周方向面９０３ａを超えて位置付けられる。ディスクの中央平面は、周方向面９０３ａの中間に位置する。この実施形態では、中央平面９０６は、ディスクの全て（厚さ）の中央ではない。
【図１Ａ】
0006625607.tif 000002
【図１Ｂ】
0006625607.tif 000003
【図１Ｃ】
0006625607.tif 000004
【図１Ｄ】
0006625607.tif 000005
【図２】
0006625607.tif 000006
【図３】
0006625607.tif 000007
【図４】
0006625607.tif 000008
【図５】
0006625607.tif 000009
【図６ａ】
0006625607.tif 000010
【図６ｂ】
0006625607.tif 000011
【図７ａ】
0006625607.tif 000012
【図７ｂ】
0006625607.tif 000013
【図８ａ】
0006625607.tif 000014
【図８ｂ】
0006625607.tif 000015
【図９】
0006625607.tif 000016
【図１０】
0006625607.tif 000017
【図１１】
0006625607.tif 000018
【図１２】
0006625607.tif 000019
【図１３】
0006625607.tif 000020
【図１４】
0006625607.tif 000021
【図１５】
0006625607.tif 000022
【図１６】
0006625607.tif 000023
【図１７】
0006625607.tif 000024
【図１８】
0006625607.tif 000025