(57)【要約】固定子（１）は作動室を画成する円筒状内面（３）を備える。回転子（４）は内面（３）の軸線（８）の周りに回転可能に取り付けられ、かつ内面（３）に隣接する１つの母線（１３）を備える円筒状外面（１１）、及び内面から離隔された直径上反対側の母線を備える。固定子（１）のスロットから作動室内に突出し、かつ実質的に半径方向に移動可能な密封部材（１７）は、回転子（４）の軸線長に実質的に等しい軸線長を備える。密封部材（１７）は、密封部材の半径方向内側端部が外面（３）に近接して従動するリンク機構によって回転子（４）に連結される。回転子（４）の一端の開閉円板（６）は出入口（１４）、特に固定子（１）の入口を覆う。円板（６）は回転子（４）が回転する時に周期的に出入口（１４）に重なる、作動室から離れた第１端部を具備する貫通孔、及び作動室内に開放する第２端部を備える。
2004509258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転容積式機械であって、
作動室を画成する円筒状内面を有しかつ流体の入口／出口を有する固定子と、
前記作動室内にありかつ前記内面の軸線の周りで前記固定子に対して回転可能に取り付けられ、円筒状外面を有し、前記軸線が回転子を貫通し、前記外面の母線が前記内面に隣接し、及び直径上反対側の母線が前記内面から離隔された回転子と、
前記固定子に形成したスロットから前記作動室内に実質的に半径方向に突出しかつ実質的に半径方向に移動可能であり、前記軸線に平行に延在しかつ前記回転子の長さに実質的に等しい長さを有する密封部材と、
前記回転子の外面に隣接する前記密封部材の半径方向内側端部を保持する手段と、
前記回転子の一端にあり、該回転子と共に回転しかつ前記入口及び出口の一方を覆い、前記作動室から離れた第１端部及び該作動室内に開放する第２端部を有する貫通孔を備え、前記回転子が前記固定子に対して回転する時に前記第１端部が周期的に前記入口及び出口の一方の入口に重なる開閉装置と、を備える回転容積式機械。
【請求項２】
前記回転子の外面が円筒状である、請求項１に記載の回転容積式機械。
【請求項３】
前記密封部材の半径方向内側端部を前記外面に近接させて従動せしめるリンク機構によって該密封部材が前記回転子に連結される、請求項２に記載の回転容積式機械。
【請求項４】
前記リンク機構が、前記外面の軸線に一致する第１関着軸線上で前記回転子の延伸部に関着された一端、及び前記第１関着軸線に平行な第２関着軸線上で前記密封部材に関着された他端を備えるリンク部材を備える、請求項３に記載の回転容積式機械。
【請求項５】
前記開閉装置が円板形態である、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の回転容積式機械。
【請求項６】
前記貫通孔の第１端部が前記円板の外周にある、請求項５に記載の回転容積式機械
【請求項７】
前記入口及び出口の一方が前記外面の軸線に対して円周の円弧に沿って延在するスロット形態である、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の回転容積式機械。
【請求項８】
前記回転子の各端部に開閉装置がある、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の回転容積式機械。
【請求項９】
前記入口及び出口の他方が前記作動室と恒久的に連通する、請求項１から請求項８でのいずれか１項に記載の回転容積式機械。
【請求項１０】
前記入口及び出口が前記密封室に隣接する、請求項１から請求項９まのいずれか１項に記載の回転容積式機械。
【請求項１１】
回転容積式機械であって、
作動室を画成する円筒状内面を有しかつ流体の入口／出口を有する固定子と、
前記作動室内にありかつ前記内面の軸線の周りで前記固定子に対して回転可能に取り付けられ、円筒状外面を有し、前記軸線が回転子を貫通し、前記外面の母線が前記内面に隣接し、及び直径上反対側の母線が前記内面から離隔された回転子と、
前記固定子に形成したスロットから前記作動室内に実質的に半径方向に突出しかつ実質的に半径方向に移動可能であり、前記軸線に平行に延在しかつ前記回転子の長さに実質的に等しい長さを有する密封部材と、
前記密封部材を前記回転子に連結しかつ該密封部材の半径方向内側端部を前記外面に近接させて従動せしめるリンク部材と、を備える回転容積式機械。
【請求項１２】
直列に連結された圧縮機、凝縮器、拡張器、及び蒸発器を備え、前記拡張器が請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回転容積式機械を備える熱ポンプ。
【請求項１３】
直列に連結された圧縮機、凝縮器、拡張器、及び蒸発器を備え、前記圧縮器が請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回転容積式機械を備える熱ポンプ。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の回転容積式機械を備える連結された圧縮機及び拡張器であって、２つの前記機械の前記固定子及び回転子が端部と端部を固定したものでありかつ共通軸線を有し、及び２つの前記機械の固定子及び回転子が同期して回転すべく作動連結されたものである、連結された圧縮機及び拡張器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、単独ではなく、熱ポンプに使用される回転容積式機械（ｒｏｔａｒｙｐｏｓｉｔｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍａｃｈｉｎｅ）に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
慣用の小さな熱ポンプでは、凝縮器から蒸発器を通過する蒸気からエネルギーが回収されない。
【０００３】
熱ポンプのサイクルにおける凝縮器及び蒸発器間の流体からエネルギーを回収することが望ましい。
【０００４】
凝縮器からの蒸気が拡張する時に仕事をするようにできる機械を提供することも望ましい。
【０００５】
圧縮及び拡張の両方を行う機械を提供することも望ましい。
【０００６】
本発明は、作動室を画成する円筒状内面を有しかつ流体の入口／出口を有する固定子と、作動室内にありかつ上記内面の軸線の周りで固定子に対して回転可能に取り付けられ、円筒状外面を有し、上記軸線が回転子を貫通し、外面の母線が上記内面に隣接し、及び直径上反対側の母線が上記内面から離隔された回転子と、固定子に形成したスロットから作動室内に実質的に半径方向に突出しかつ実質的に半径方向に移動可能であり、上記軸線に平行に延在しかつ回転子の長さに実質的に等しい長さを有する密封部材と、回転子の外面に隣接する密封部材の半径方向内側端部を保持する手段とを備える回転容積式機械に基づくものである。
【０００７】
本発明の１つの実施態様は請求項１に記載された回転容積式機械である。
【０００８】
本発明の別の実施形態は請求項１１に記載された回転容積式機械である。
【０００９】
添付図面を参照して、実施形態のみによって本発明をさらに説明する。
【００１０】
例示する回転容積式機械は、円筒状内面３を有する外周壁２を具備する固定子又はケーシング １を備える。固定子 １ 内に配置された回転子４の各端部には、該回転子及び内面３間に僅かな微小間隙を備える円筒状外周７を有する、フランジ又は円板６形態の開閉装置が設けられる。円板６は、該円板間に延在する内面３の一部と共に、内部で回転子４が内面３の軸線８の周りを回転し得る円筒状作動室を画成する。回転子４ には、固定子 １ の両端部に設けた（図示しない）軸受に取り付けたトラニオン９ が設けられる。
【００１１】
回転子４ は、固定子１ の内面３ の軸線８ に関して偏心した軸線１２ を備える円筒状外面１１を備える。軸線８ は回転子４を貫通する。（軸線８、１２ を含む平面内の）外面１１の１つの母線１３は僅かな微小間隙で内面３に隣接する。直径上反対側の母線は、内面３ から離隔される。
【００１２】
各円板６の領域内、及び同一円周上の位置において、固定子１ は円周上の円弧に沿って延在するスロット形態の入口１４を備える。入口１４ から離隔された円周上の位置における作動室領域において、固定子 １は軸線方向のスロット形態の出口１６を備える。軸線８に対して半径方向に移動可能なように、入口１４及び出口１６間、及びこれらの出入口に近接して、固定子１に形成したスロット１８から半径方向に突出する密封部材１７が存在する。密封部材１７ は、該密封部材１７の両端部及び円板６間に僅かな微小間隙を備えた状態で、軸線８に対して平行に延在し、かつ回転子４の長さに実質的に等しい長さを有する。
【００１３】
過度な摩擦無く回転子４の外面１１に隣接する密封部材１７の半径方向内側端部を保持するために、（連結棒として働く）リンク部材１９は、軸線１２に一致する第１関着軸線上で回転子４の延伸部を形成するピン２１に関着された一端、及び密封部材１７の一端上に取り付けられかつ第１関着軸線に平行な第２関着軸線を画定する平行なピン２２に関着された他端を備える。スロット１８の壁部による密封部材１７の半径方向案内と協働して、このリンク機構（１９、２１、２２）は、回転子４が軸線８の周りを回転する時に、密封部材１７の内側端部を該回転子４の外面１１に近接させて従動せしめる。平衡した作動のために、類似のリンク機構を機械の反対側端部に設けてもよい。
【００１４】
各円板６は、外周７に第１端部２３ａを具備する入口貫通孔２３と、作動室に開放する第２端部２３ｂを備える。このように、入口１４ は、第１端部２３ａが入口１４と重なる時に作動室と連通するのみである。それ以外は、入口１４は円板６によって封鎖される。
【００１５】
上述した機械は、直列に配置された圧縮機、拡張器、及び蒸発器を備える（図示しない）熱ポンプの拡張器として配置し得る 。凝縮器からの戻り蒸気は入口１４に供給される。入口１４ を構成するスロットの外周長は、要求蒸気容積（ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｖａｐｏｕｒ）が貫通孔２３を通過するのに要する時間長に合うように選択される。 図 １ に戻って説明すると、密封部材１７及び母線１３間で回転子４に作用する、貫通孔２３ からの蒸気の圧力が該回転子４を矢印２４ の方へ回転させるように付勢する一方で、蒸気は回転子がほぼ３６０°に亘って回転する時に膨張する。同時に予め拡張された蒸気は出口１６から追い払われる。
【００１６】
機械は圧縮機として使用し得ることが理解できる。更に、機械は、例えば、特に空気中の蒸気及びガスのような冷媒以外の流体に作用し得る。
【００１７】
組み合わされた圧縮機及び拡張器は、端部と端部が固定されかつ共通軸線を有する２つの固定子、及び同期して回転すべく作動連結された２つの回転子を備え得る。
【００１８】
当業者ならば本発明の範囲内で種々の変更をなし得ることが理解されよう。例えば、円板の一方を省略して、固定子の端部を作動室の一端を画定する固定壁で閉鎖し得る。リンク機構を使う代わりに、密封部材はばね装置によって回転子に接触するように付勢し得る。回転子は何れか適切な円筒形状を使用し得る。出口は、入口と類似の態様で円板の一方に形成した貫通孔で開閉し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】明瞭化のために或る部材が省略された、拡張器として働く回転容積機械の概略端面図である。
【図２】機械の回転子、密封部材、及び協働する部材の斜視図である。
【図３】機械の固定子外周壁の斜視図である。
【図４】回転子及び協働する部材の斜視図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【符号の説明】
１　固定子
２　外周壁
３　内面
４　回転子
６　円板
７　円筒状外周
８　軸線
９　トラニオン
１１　外面
１２　軸線
１３　母線
１４　入口
１６　出口
１７　密封部材
１８　スロット
１９　リンク部材
２１　ピン
２２　平行なピン
２３　入口貫通孔
２３ａ　第１端部
２３ｂ　第２端部
【国際公開パンフレット】
2004509258.tif 000003
2004509258.tif 000004
2004509258.tif 000005
2004509258.tif 000006
2004509258.tif 000007
2004509258.tif 000008
2004509258.tif 000009
2004509258.tif 000010
2004509258.tif 000011
2004509258.tif 000012
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004509258.tif 000014
【国際調査報告】
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2004509258.tif 000016
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