(57)【要約】  吸気プレート２８及び出口１６を有するハウジングに配置された、異方向かつ交差しているねじれたロータ１８及び２０を圧縮機１０は具備する。出口１６はロータ１８及び２０の長手方向と夫々平行に走る第一の縁６０と第二の縁７０を有する。ギャップ６２は縁６０及び７０の接合部の近くで出口の中に形成されている。ロータ１８の少なくとも一つのローブの後縁がその対応する縁６０を通過する前に、ロータ１８及び２０によって圧縮された空気はギャップ６２を介して流出することができる。ロータ２０のローブの後縁が縁７０を通過する前にロータ１８のローブの後縁が縁６０を通過するように、ロータ１８及び２０は整合されている。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口及び出口を備えたハウジングと、
前縁及び後縁を有する複数個のツイストされたローブ又はブレードを備え、回転によって流体を該入口から該出口へ運ぶことができる第一のロータと、
を具備し、
該出口は第一の部分及びギャップを有する壁を含み、該第一の部分は該ローブ又は該ブレードの長手方向に実質上平行である縁を有し、該ギャップは該ローブ又は該ブレードの該後縁が回転して該第一の部分の該縁を通過する前に該第一のロータの回転によって運ばれる流体が該ギャップを通って出口に流動する位置に配置されている、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前縁及び後縁を有する複数個のツイストされたローブ又はブレードを備えた第二のロータを具備し、該第二のロータの該ローブ又は該ブレードは該第一のロータの回転の一部のために該第一のロータの該ローブ又は該ブレードとかみ合い、該第一のロータと該第二のロータとは協働して該入口から該出口へ流体を運び、
該壁は第二のロータの該ローブ又はブレードの長手方向に実質上平行である縁を有する第二の部分を備えること、
該ギャップは該第二のロータのローブ又はブレードの該後縁が該第二の壁部分の該縁を通過する前に該ギャップを経て該流体が該出口に流出するように配置していること、
を特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
【請求項３】
入口及び出口を備えたハウジングと、
複数個のツイストされたローブを備え、該ハウジング内で回転自在である第一及び第二のロータであって、該第一及び第二のロータの該ローブが該第一のロータの回転の部分とかみ合うよう形状が決められており、回転時に該ロータが該入口から該出口へ流体を運ぶことができるロータと、
を具備し、
該出口は第一の部分と、第二の部分と、ギャップと、を有する壁を含み、該第一の部分は該第一のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該第二の部分は該第二のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該ギャップは該第一及び第二のロータの該ローブの該後縁が対応する該壁部分の該縁を通過して回転する前にロータによって運ばれた空気を該出口へ流出させるように配置されている、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
該ギャップが該ハウジングの内部で突出すること、を特徴とする請求項２又は３に記載の圧縮機。
【請求項５】
該ハウジングが二つの交差しているキャビティを具備し、夫々のハウジングの一つが夫々のロータを有すこと、該キャビティ間の交線に沿って該ハウジング内に稜線が形成されていること、該ギャップが該稜線と実質上一直線であること、を特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項６】
該ギャップは横方向幅を有し、係る横方向幅が該交線に沿って横方向にオフセットするように該ギャップが配設されること、を特徴とする請求項５に記載の圧縮機。
【請求項７】
該第一及び第二のロータは異なる外径で形成されていること、を特徴とする請求項２乃至６のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項８】
該第一及び第二のロータは異なる数のローブで形成されていること、を特徴とする請求項２乃至７のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項９】
入口及び出口を備えたハウジングと、
複数個のツイストされたローブを備え、該ハウジング内で回転自在である第一及び第二のロータであって、該第一及び第二のロータのローブが該第一のロータの回転の部分とかみ合うように形成されていることを特徴として該ローブは形状が決められ、該ロータは回転時に該入口から該出口へ流体を運ぶことができるロータと、
を具備し、
該出口は第一の部分及び第二の部分を有する壁を含み、該第一の部分は該第一のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該第二の部分は該第二のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該第一及び第二の壁部分はそれらの対応するロータに対して併置され、第二のロータのかみ合っているローブの後縁が該第二の壁部分の縁を通過して回転する前に該第一のロータのローブの後縁が第一の壁部分の縁を通過する、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項１０】
第一のローブの前縁と後縁の間の横断距離が該第二のローブの前縁と後縁の間の横断距離と異なること、を特徴とする請求項９記載の圧縮機。
【請求項１１】
該第一及び第二のロータは異なる外径を有すること、を特徴とする請求項９又は１０に記載の圧縮機。
【請求項１２】
入口及び出口を備えたハウジングと該ハウジング内で回転し流体を該入口から該出口へ運ぶために協働している第一及び第二のロータを具備する圧縮機を調整する方法であって、該方法は、
該第二のロータのかみ合っているローブの後縁前に該第一のロータのローブの後縁が該出口を通過するように該ロータに対して該出口を設定することを特徴とする方法。
【請求項１３】
対応するローブの長手方向に実質上平行に伸びるように形状が決められている縁を有する第一及び第二の壁部分と共に該出口を形成すること、該第二のかみ合っているローブの該後縁が該第二の壁部分の該縁を通過する前に該第一のローブの該後縁が該第一の壁の該縁を通過するように該第一及び第二の壁部分を配置すること、を該ロータに対して該出口が含むように形成すること、
を特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
入口及び出口を備え、該入口が第一の圧力で流体と連通しているハウジングと、
該ハウジング内で回転自在であって複数のツイストされたローブを備え、隣接するローブは隣接する夫々のローブ間で夫々に溝を定義づけ、夫々の溝は該入口に隣接した該入口を有し、そして入口からの流体が流れ、該ロータが回転するので該溝が該流体を該出口へ運ぶロータと、
を具備し、
該溝内で該流体の圧力が該第一の圧力を超えた後に該ロータの回転の部分ごとに該溝の該入口端が閉じる、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項１５】
入口及び出口を備え、該入口が第一の圧力で流体と連通しているハウジングと、
該ハウジング内で回転自在であって複数のツイストされたローブを備え、隣接するローブは隣接する夫々のローブ間で夫々に溝を定義づけ、夫々の溝は該入口に隣接した該入口を有し、そして入口からの流体が流れ、該第一の圧力において流体の第一の体積を運ぶために形成され、該ロータが回転することによって該溝が該流体を該出口へ運ぶロータと、
を具備し、
該第一の流体の体積よりも大きい第二の流体の体積で該溝を満たす方法で該ロータが回転することにより、該圧縮機は該溝内に該流体の流れを誘導するようにし、該溝内の流体の該第二の体積が流体の該第一の体積よりも大きくなった時に該ロータの回転の部分に対して該溝を閉じるように該ハウジングは形状が決められている、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項１６】
入口及び出口を備え、該入口が開部分と閉部分とを有するハウジングと、
複数のツイストされたローブを備え、該ハウジング内で回転自在である第一及び第二のロータであって、該第一のロータの隣接するローブが夫々のローブ間で夫々の溝を定義付け、夫々の溝が該入口と隣接する入口端と該第一のロータの回転の部分に対して夫々の溝内に突出している該第二のロータの夫々のローブを有し、回転時に該ロータが該入口から該溝内部に流体を引くために協働し、該第一のロータの回転における一地点において、溝内の流体の圧力が該第一の圧力を超えるロータと、
を具備する圧縮機であって、
該地点後の該ロータの回転の部分に対して、該溝の該入口端が該入口の該閉じた部分の後ろに配置され、該入口において該流体から実質的に隔離されるように、該第一のロータ及び該入口は相対的に設定される、
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項１７】
ハウジング内において回転自在である第一及び第二のロータを含んでいる形式の圧縮機を作動する方法であって、該第一及び第二のロータが該ハウジングの入口で第一の圧力であらわされる流体を夫々のロータが該ロータの回転の部分と互いに交差する複数のねじれたローブを具備する出口へ運ぶために協働し、夫々のロータの隣接するローブが夫々の溝を定義する方法であって、該方法は、
夫々の溝ごとに、該ロータの回転の第一の部分に該入口から流体を少なくとも一つの該ロータの該溝に連続的に充填し、該第一の圧力における該流体に該溝の容積より大きい流体の体積をもって、そして該第一のロータの回転の隣接する第二の部分に対して該入口より該溝を実質的に密封する
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
ハウジング内において回転自在である第一及び第二のロータを含んでいる形式の圧縮機を作動する方法であって、該第一及び第二のロータが該ハウジングの入口で第一の圧力であらわされる流体を夫々のロータが該ロータの回転の部分と互いに交差する複数のねじれたローブを具備する出口へ運ぶために協働し、夫々のロータの隣接するローブが夫々の溝を定義する方法であって、該方法は、
異なる時間で夫々の該ロータに対して出口を開ける、
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
異なる時間で夫々のロータに対して該入口を閉じる、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
異なる速さで該ロータを回転する、ことを特徴とする請求項１７乃至１９に記載の方法
【請求項２１】
該ロータの少なくとも一つの該出口が開く前に該ロータによって運ばれた該流体の圧力を開放する、ことを特徴とする請求項１７乃至２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えばターボチャージャー、スーパーチャージャー及びその他の過給装置のような圧縮機に関するものである。
【０００２】
自動車産業において、圧縮機は燃焼エンジンにおいて燃焼を補助するための追加的な空気流量を供給するために一般に用いられる。該圧縮機の正味効果は少なくともエンジン回転数の範囲でエンジンの出力を上げることである。該コンプレッサーの効率は圧力比、体積効率及び温度変化を含む多くの要素に依存する。
【０００３】
最も一般的な圧縮機の形式はターボチャージャー及びスーパーチャージャーである。ターボチャージャーは一般的にエンジンの排気ガスによって駆動される送風機を含み、エンジンのインテークマニホールドの中に空気を強制するタービンの形式で軸を介してロータに結合される。スーパーチャージャーは、ターボチャージャーとは送風機がエンジンによって機械的に駆動される点で異なり、通常はインテークから空気がインテークマニホールドへ連続的に運ばれる出口ポートまで空気を運ぶ、二つの交差反転式ロータ又はスクリューを含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一の局面は、入口及び出口を備えたハウジングと、前縁及び後縁を有する複数個のツイストされたローブ又はブレードを備え、回転によって流体を該入口から該出口へ運ぶことができる第一のロータと、を具備し、該出口は第一の部分及びギャップを有する壁を含み、該第一の部分は該ローブ又は該ブレードの長手方向に実質上平行である縁を有し、該ギャップは該ローブ又は該ブレードの該後縁が回転して該第一の部分の該縁を通過する前に該第一のロータの回転によって運ばれる流体が該ギャップを通って出口に流動する位置に配置されている、ことを特徴とする圧縮機を提供する。
【０００５】
前縁及び後縁を有する複数個のツイストされたローブ又はブレードを備えた第二のロータを具備し、該第二のロータの該ローブ又は該ブレードは該第一のロータの回転の一部のために該第一のロータの該ローブ又は該ブレードとかみ合い、該第一のロータと該第二のロータとは協働して該入口から該出口へ流体を運び、該壁は第二のロータの該ローブ又はブレードの長手方向に実質上平行である縁を有する第二の部分を備えること、該ギャップは該第二のロータのローブ又はブレードの該後縁が該第二の壁部分の該縁を通過する前に該ギャップを経て該流体が該出口に流出するように配置されていてもよい。
【０００６】
本発明の第二の局面は、入口及び出口を備えたハウジングと、複数個のツイストされたローブを備え、該ハウジング内で回転自在である第一及び第二のロータであって、該第一及び第二のロータの該ローブが該第一のロータの回転の部分とかみ合うよう形状が決められており、回転時に該ロータが該入口から該出口へ流体を運ぶことができるロータと、を具備し、該出口は第一の部分と、第二の部分と、ギャップと、を有する壁を含み、該第一の部分は該第一のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該第二の部分は該第二のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該ギャップは該第一及び第二のロータの該ローブの該後縁が対応する該壁部分の該縁を通過して回転する前にロータによって運ばれた空気を該出口へ流出させるように配置されている、ことを特徴とする圧縮機を提供する。
【０００７】
両局面において、該ギャップが該ハウジングの内部で突出してもよい。
【０００８】
該ハウジングが二つの交差しているキャビティを具備し、夫々のハウジングの一つが夫々のロータを有し、該キャビティ間の交線に沿って該ハウジング内に稜線が形成されており、該ギャップが該稜線と実質上一直線であってもよい。
【０００９】
該ギャップは横方向幅を有し、係る横方向幅が該交線に沿って横方向にオフセットするように該ギャップが配設されていてもよい。
【００１０】
該第一及び第二のロータは異なる外径で形成されてもよい。
【００１１】
該第一及び第二のロータは異なる数のローブで形成されてもよい。
【００１２】
本発明の第三の局面は、入口及び出口を備えたハウジングと、複数個のツイストされたローブを備え、該ハウジング内で回転自在である第一及び第二のロータであって、該第一及び第二のロータのローブが該第一のロータの回転の部分とかみ合うように形成されていることを特徴として該ローブは形状が決められ、該ロータは回転時に該入口から該出口へ流体を運ぶことができるロータと、を具備し、該出口は第一の部分及び第二の部分を有する壁を含み、該第一の部分は該第一のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該第二の部分は該第二のロータの該ローブの長手方向に実質上平行である縁を有し、該第一及び第二の壁部分はそれらの対応するロータに対して併置され、第二のロータのかみ合っているローブの後縁が該第二の壁部分の縁を通過して回転する前に該第一のロータのローブの後縁が第一の壁部分の縁を通過する、ことを特徴とする圧縮機を提供する。
【００１３】
第一のローブの前縁と後縁の間の横断距離が該第二のローブの前縁と後縁の間の横断距離と異なる。
【００１４】
本発明の第四の局面は、入口及び出口を備えたハウジングと該ハウジング内で回転し流体を該入口から該出口へ運ぶために協働している第一及び第二のロータを具備する圧縮機を調整する方法であって、該方法は、該第二のロータのかみ合っているローブの後縁前に該第一のロータのローブの後縁が該出口を通過するように該ロータに対して該出口を設定することを特徴とする方法を提供することである。
【００１５】
対応するローブの長手方向に実質上平行に伸びるように形状が決められている縁を第一及び第二の壁部分が有する第一及び第二の壁部分と共に出口を形成すること、該第二のかみ合っているローブの該後縁が該第二の壁部分の該縁を通過する前に該第一のローブの後縁が該第一の壁の該縁を通過するように該第一及び第二の壁部分を配置すること、を含む該ロータに対して該出口を形成してもよい。
【００１６】
本発明の第五の局面は、入口及び出口を備え、該入口が第一の圧力で流体と連通しているハウジングと、該ハウジング内で回転自在であって複数のツイストされたローブを備え、隣接するローブは隣接する夫々のローブ間で夫々に溝を定義づけ、夫々の溝は該入口に隣接した該入口を有し、そして入口からの流体が流れ、該ロータが回転するので該溝が該流体を該出口へ運ぶロータと、を具備し、該溝内で該流体の圧力が該第一の圧力を超えた後に該ロータの回転の部分ごとに該溝の該入口端が閉じる、ことを特徴とする圧縮機を提供する。
【００１７】
本発明の第六の局面は、入口及び出口を備え、該入口が第一の圧力で流体と連通しているハウジングと、該ハウジング内で回転自在であって複数のツイストされたローブを備え、隣接するローブは隣接する夫々のローブ間で夫々に溝を定義づけ、夫々の溝は該入口に隣接した該入口を有し、そして入口からの流体が流れ、該第一の圧力において流体の第一の体積を運ぶために形成され、該ロータが回転することによって該溝が該流体を該出口へ運ぶロータと、を具備し、該第一の流体の体積よりも大きい第二の流体の体積で該溝を満たす方法で該ロータが回転することにより、該圧縮機は該溝内に該流体の流れを誘導するようにし、該溝内の流体の該第二の体積が流体の該第一の体積よりも大きくなった時に該ロータの回転の部分に対して該溝を閉じるように該ハウジングは形状が決められている、ことを特徴とする圧縮機を提供する。
【００１８】
本発明の第七の局面は、入口及び出口を備え、該入口が開部分と閉部分とを有するハウジングと、複数のツイストされたローブを備え、該ハウジング内で回転自在である第一及び第二のロータであって、該第一のロータの隣接するローブが夫々のローブ間で夫々の溝を定義付け、夫々の溝が該入口と隣接する入口端と該第一のロータの回転の部分に対して夫々の溝内に突出している該第二のロータの夫々のローブを有し、回転時に該ロータが該入口から該溝内部に流体を引くために協働し、該第一のロータの回転における一地点において、溝内の流体の圧力が該第一の圧力を超えるロータと、を具備する圧縮機であって、該地点後の該ロータの回転の部分に対して、該溝の該入口端が該入口の該閉じた部分の後ろに配置され、該入口において該流体から実質的に隔離されるように、該第一のロータ及び該入口は相対的に設定される、ことを特徴とする圧縮機を提供する。
【００１９】
本発明の第八の局面は、ハウジング内において回転自在である第一及び第二のロータを含んでいる形式の圧縮機を作動する方法であって、該第一及び第二のロータが該ハウジングの入口で第一の圧力であらわされる流体を夫々のロータが該ロータの回転の部分と互いに交差する複数のねじれたローブを具備する出口へ運ぶために協働し、夫々のロータの隣接するローブが夫々の溝を定義する方法であって、該方法は、夫々の溝ごとに、該ロータの回転の第一の部分に該入口から流体を少なくとも一つの該ロータの該溝に連続的に充填し、該第一の圧力における該流体に該溝の容積より大きい流体の体積をもって、そして該第一のロータの回転の隣接する第二の部分に対して該入口より該溝を実質的に密封することを特徴とする方法を提供する。
【００２０】
本発明の第九の局面は、ハウジング内において回転自在である第一及び第二のロータを含んでいる形式の圧縮機を作動する方法であって、該第一及び第二のロータが該ハウジングの入口で第一の圧力であらわされる流体を夫々のロータが該ロータの回転の部分と互いに交差する複数のねじれたローブを具備する出口へ運ぶために協働し、夫々のロータの隣接するローブが夫々の溝を定義する方法であって、該方法は、異なる時間で夫々の該ロータに対して出口を開ける、ことを特徴とする方法を提供する。
【００２１】
異なる時間で夫々のロータに対して該入口を閉じること、もまた該方法は含んでもよい。
【００２２】
異なる速さで該ロータを回転すること、を更に該方法は含んでもよい。
【００２３】
該ロータの少なくとも一つの該出口が開く前に該ロータによって運ばれた該流体の圧力を開放すること、を更に該方法は含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明の実施態様はほんの一例として添付の図で参照されるであろう、即ち
【図１】本発明に関する圧縮機の実施態様の部分断面における平面図。
【図２】図１における圧縮機のＡＡ断面図。
【図３】圧縮機のロータが圧縮機のハウジング内で切り出し形状を通して可視的にした本発明に関する該圧縮機の底からの平面図。
【図４】該圧縮機の駆動端の図。
【図５】該圧縮機の反対側の吸気端の図。
【図６】第一の相対的位置において該圧縮機とロータの出口を表している該圧縮機の底からの平面図。
【図７】図６と比較して、ロータが第２の配置において回転して進んだ出口を示している該圧縮機の平面図。
【図８】図７に関連して、第３の相対位置におけるロータが回転して進んでいるところを示している該圧縮機の出口の平面図。
【図９】該圧縮機の実施態様における具現化されたハウジングの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付した図はスーパーチャージャーの形式において圧縮機１０の実施態様を表している。圧縮機１０は入口１４（特に図５を参照）と出口１６（図６−８を参照）を有するハウジング１２から構成される。図示の実施態様において、圧縮機１０は第一又は雌ロータ１８及び第二又は雄ロータ２０の二つのロータを具備する。ロータ１８及びロータ２０はハウジング１２の一端に取り付けられた入口プレート２８及びハウジング１２の反対端に取り付けられた端プレート２９を介して、入口と出口の両端で回転自在に支持されている。より具体的には、ロータ１８の端は、入口プレート２８によって順に支持されるスタッド２１を受けるための軸溝Ｒ１８が配されている。ベアリング２６は溝Ｒ１８内及びスタッド２１上でシールされる。栓２２はロータ１８の反対端から軸方向に延出する。ベアリング３０は端プレート２９内であって栓２２上で、ロータ１８の反対端を回転支持するために設置されている。同様に、入口プレート２８によって、反対端で支持されるスタッド２３を受けるための軸溝Ｒ２０に、ロータ２０の端は配されている。ベアリング３２は溝R２０内及びスタッド２３上に配置される。栓２４はロータ２０の反対端より軸方向に延びる。ロータ２０のこの端を回転支持するためにベアリング３４は端プレート２９内及び栓２４上に配置される。夫々のギヤ３６及び３８はベアリング３０及び３２に隣接した栓２２及び２４に固定され、端プレート２９における凹所４０内に存在する。更なる軸継ぎ手(図示せず)が栓２４にトルクを与えるために配設されており、そして栓２４はギヤ３６と３８とのかみ合いによって、反対方向でのロータ１８及び２０の回転が影響している栓２２にトルクを与える。それ故に、ロータ１８が反時計周方向に回転された場合、ロータ２０は時計周方向に回転し、そして、ロータ１８が時計周方向に回転された場合、ロータ２０は反時計周方向に回転する。
【００２６】
特に図２及び３を参照すると、第一又は雌ロータ１８は５つのツイストされたローブ４２ａ−４２ｅ（以下一般にローブ４２とする）から構成される。第二又は雄ロータ２０は３つのツイストされたローブ４４ａ、４４ｂ及び４４ｃ（以下一般にローブ４４とする）が配されている。ローブ４２の夫々は前縁Ｌ及び後縁Ｔを有する。夫々の溝４６はロータ１８内の隣接するローブ４２の間に形成される。ローブ４４の夫々は、隣接するローブ４４の間に形成された溝４７の夫々を伴う前縁Ｌ及び後縁Ｔをも有する。本実施態様にて、Ｄ１及びＤ２として夫々示される第一及び第二のローブの前縁と後縁との間の軸方向距離は異なり、Ｄ１＞Ｄ２となっている。これは夫々のローブのＬとＴの間の横方向又は半径方向距離にもまた反映され、外周方向で計測されるとき、図２及び図３で示されるＷ１及びＷ２は異なり、Ｗ１＞W2となっている。
【００２７】
ロータ１８及び２０の夫々は、ハウジング１２内で軸方向に形成された対応する穴４８及び５０内で回転する。この特定の実施態様において、ロータ１８及び２０が異なる直径であるので、穴４８及び５０も同様に異なる直径となる。穴４８及び５０は平行であるが横方向に沿ってオフセットした長手方向の稜線５２及び５４を形成するために交差する。圧縮機１０の一般的な工程は以下のとおりである。ロータ１８及び２０がハウジング１２内で回転するように更なる軸継ぎ手による駆動がロータ１８及び２０に伝達されると仮定すると、流体、特に空気、は入口プレート２８によって定義された入口１４を通ってハウジング１２に入り、ロータ１８及び２０がかみ合いから出てくるにしたがって溝４６及び４７を満たす。稜線５４を過ぎて回転しているロータ１８を介してかみ合いの程度が減少するにつれ、徐々に体積が増加する溝４６及び４７に空気は満たし続ける。溝が最大の体積に達するまで、空気は溝４６及び４７を満たすであろう。最終的には、ロータ１８及び２０が最終的にかみ合いだす地点へ、溝４６及び４７は回転する。ロータ１８及び２０は溝４６及び４７に取り込まれた空気を圧縮する。空気は圧縮され、内燃機関のような更なる機械によって連続的に使用されうる出口１６へ運ばれる。
【００２８】
特に図６−８を参照することにより、ロータ１８のローブ４２のＸ−Ｘ（図８参照）長と実質的平行な縁６０を有する第一の部分５８を伴う壁５６を出口１６は具備することが分かる。一般的に、図８に見られるようにローブ４２の後縁Ｔが縁６０を通過して回転した時に、空気は出口１６に入る。しかしながらこの実施態様において、出口１６の壁５６はギャップ６２の形をした圧力開放部分も配設されている。本実施態様におけるギャップ６２は壁部分５６と隣接して形成される。後縁Ｔが縁６０を通過して回転する前にギャップ６２を通して、ロータ１８によって運ばれた空気が出口１６に流出することができる場所での壁５６内に、ギャップ６２は位置する。これは連続して図６−８を参照することより明らかである。図６において、ハウジング１２内部及び壁５６の後ろに配されるロータ１８と２０との間でのかみ合い点によって、ギャップ６２は実質的に閉じられる。しかしながら、図７に見られるようにロータは回転し続けるので、かみ合い部分６４が今はギャップ６２の前及びハウジング１２の外側にあるので、ギャップ６２は開く。ギャップ６２が開くと、ロータによって運ばれる空気の一部を出口１６へ流出できるようになる。この空気の流出は、ロータ１８のローブ４２の後縁Ｔが縁６０を通過する前に生じ、従って圧縮された空気にある程度の圧力開放をもたらすこととなる。
【００２９】
ロータによって運ばれた空気を今や出口１６に流し込むことができる弓型の溝６６を形成している縁６０を後縁Ｔが今や通過した回転前進位置において、図８はロータ、特にロータ１８を示している。出口１６を全開にする前に出口１６への空気の流出を可能にするためのギャップ６２を設置することは、単位体積当たりのより大きな空気の質量を供給することができる利益と共に出口温度の実質的低減をもたらすことを初期テストでは示した。促進された空気流出の提供は、より小さい乱流及びそれ故のより大きな速さで通路に沿って出口１６を通って空気を移動することができる出口１６における放出渦の形成を促進することが更に確信されている。
【００３０】
再び図６−７に戻ると、第一の壁部分５８に加え、ロータ２０のローブ４４の長さと実質的平行である縁７０を有する第二の壁部分６８を、壁５６は含む。ロータ１８か２０の一方の後縁が第一の壁部分５８又は第二の壁部分６８の夫々に対応している縁６０及び７０を通過する前に、ギャップ６２は出口１６への空気の流出を許容するために開く。
【００３１】
本実施態様においてもまた、異なるギヤ３６及び３８の比及びローブ比によって、ロータ１８及び２０は異なる速さで回転される。これは入口１４及び出口１６の非対称なタイミングで圧縮機１０を構築及び作動するための機会をもたらす。ロータ１８及び２０は異なる速さで回転しているので、空気の誘導及び排気は夫々のロータに対して個々に制御されうる。吸気タイミングは入口プレート２８の配置によって制御される一方で、出口タイミングは出口１６の配置によって制御される。
【００３２】
特に出口タイミング面を参照すると、他方のロータの後縁がその対応している壁の縁を通過する前にロータの一方の後縁Ｔがその対応する壁の縁を通過するように、ロータ１８及び２０に対して出口１６の形状を決めることにより、これはもたらされる。従って、特に図８を参照すると、縁７０からローブ４４の後縁Ｔの距離が縁６０からローブ４２の後縁Ｔの距離に比べ大きいことにより、ロータ２０の後縁Ｔがロータ１８の後縁Ｔの前に（即ち異なる時間で）縁７０を通過する。従って、ロータ１８又は２０のかみ合っているローブのいずれか一方が縁６０及び７０の夫々を通過するより前に、ギャップ６２を介して出口ポート１６に空気が流出することができる一方で、空気がロータ１８と縁６０の間から出口１６に流出することができるようになる前に、縁７０とロータ２０との間のギャップを通ってロータ１８と２０の間から充填空気の大部分が出口１６に流出し始める。第二のロータのかみ合っているローブの後縁より前にロータの一つのローブの後縁が出口を通過するように、ロータ１８及び２０に対して出口１６の形状を決めることにより、本実施態様は圧縮機１０を調整するための方法を提供する。最大体積効率のわずかな減少を犠牲にするにも拘らず、上記の異なるタイミングを提供することは圧縮機１０の最大体積効率曲線を拡大することとなる。
【００３３】
ギャップ６２は一般に稜線５２に沿ってハウジング１２内に突出することが、図９よりわかる。ギャップ６２のより大きい幅又は面が稜線５２の他方側より一方側に位置するように、ギャップ６２は稜線５２に対してオフセットするように構築又は設定してもよい。空気の体積がギャップ６２を通って出口１６に流入すること、及び、空気の大きな圧力が出口１６に流出すること、と同様に、稜線５２に関するオフセットの幅を変えること、及び、稜線５２に沿ってギャップ６２の長さを変えること、は出口１６への初期の空気の流入のタイミングの制御を可能にする。後者は温度変化を決定する際に重要となる。
【００３４】
図５は圧縮機１０の入口タイミング側を表したものである。ハウジング１２の一端に取り付けられている（通常ボルト止めにより）入口プレート２８によって、入口１４は定義されている。入口プレートは、入口１４の面を覆い、そして入口のその部分を効果的に閉じるウェブ７２を形成する。入口プレート２８の残っている部分７４は、空気または他の流体が入口１４に流入するために開いている。スタッド２２及び２４を配するため、入口プレート２８は夫々くぼみ７６又は７８もまた配設されている。
【００３５】
下記で詳細に説明する通り、１００％以上に体積効率を潜在的に増加するために、入口１４の構造及び特に開口７４とウェブ７２は圧縮機１０のラム充填（ｒａｍ  ｃｈａｒｇｉｎｇ）または事実上の“過剰充填”を促進する。これは下記のように生ずる。
【００３６】
おおよそロータ１８のローブ４２の前縁が稜線５４を通過して回転するときに、ロータ１８はロータ２０とかみ合いを外れて回転し始めると考えられる。ロータ２０の退去しているローブによって、ロータ１８に対応するローブの溝４６は体積が増加し始め、相対的な負圧を作る。入口１４に隣接するその溝の入口端を通って溝４６内に、空気は今や流れることができる。ロータ１８の回転におけるある1点において、開口７４を通して入口と流体的な接続状態を維持している間、溝４６は最大体積を有することとなるであろう。回転しているロータ（この場合にはロータ１８）から溝４６内に誘導されてきた空気へのエネルギーの移動がある。このエネルギーの移動は、空気の追加的な体積を溝４６に“引くこと”の効果を有する溝４６に流入する空気に慣性として与えられる。これは入口の空気圧力と比較して溝４６内の空気の圧力増加もまたもたらす。従って、追加的な空気が相対的に圧力の低い入口１４へ後退して流れる、という自然な傾向がある。しかしながら溝４６内の空気より先に、現在はより高い圧力で、溝４６から流出し、溝はウェブ７２を過ぎて回転したことによって閉じられる。従って、溝４６は現在、入口よりも高い圧力の空気を含んでいる。現在実質的に閉じられた溝内の空気が入口での空気と同じ温度であると仮定すると、増加した圧力は必ず、空気が入口での空気と同じ圧力であるなら、その場合よりも大きい空気の質量がチャンバー内にあるようになる。このようにして、圧縮機１０は１００％を超える体積効率を提供しうる。従って要約すれば、吸入タイミングのこの局面はロータ１８の回転の部分のために溝４６（しばしば“スペアローブ”として知られている）のラム充填（ｒａｍ  ｃｈａｒｇｉｎｇ）を促進し、それからロータの回転の第二の隣接部分ごとに溝を実質的密封にする。
【００３７】
同様の過程がロータ２０の入口側面に対して生じる。ロータの“スペアローブ”が追加的な空気体積をつかむためにもまた閉じられるが、しかし一方でロータ１８とは異なる速さのロータ２０によるウェブ７２の適当な構成によって、これは異なる時間で生じる。
【００３８】
本発明の実施態様は双ロータスーパーチャージャーに関して記載されたものである。しかしながら本発明の実施態様は、コンプレッサーの他の構造及び類型、そして回転容積式機械に等しく適用されうる。従って、当業者によって理解される通り、第一及び第二ロータ間の非対称のタイミングに関する本発明の局面は当然、圧縮機又は二つ以上のロータを有する機械のみに組み込むことができる。さらに圧力開放ポートに関する局面で、ギャップは一つもしくは複数のロータ、もしくはブレードを有する圧縮機に組み込まれてもよい。本発明の実施態様は自動車用に関して記載されているが、本発明の実施態様は他の産業及び実施例に適用してもよく、特に、しかし冷蔵システムで使われる圧縮機に限定されない。該技術における通常の知識を有する者には明らかである様に、本発明の改良及び変更は、上記記載より決定される本発明の本質的部分の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００３９】
１０：圧縮機
１２：ハウジング
１４：入口
１６：出口
１８：ロータ
２０：ロータ
２８：入口プレート
２９：端プレート
４２：ローブ
４４：ローブ
４６：溝
４７：溝
５２：稜線
５４：稜線
５６：第一の壁部分
５８：第二の壁部分
６０：縁
６２：ギャップ
６６：溝
７０：縁
７２：ウェブ
７４：開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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