JP2000234597A

JP2000234597A - 流体機械

Info

Publication number: JP2000234597A
Application number: JP11074236A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Hatanaka; 武史畑中
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】高効率、高信頼性、長寿命、小形軽量、低コス
トの流体機械を提供する。【構成】吸入口１４と吐出口１６と、吸入ゾーン１８お
よび吐出ゾーン２０を有するケーシング１２内に羽根車
２８を回転可能に収納し、羽根車２８に環状溝４０と環
状壁３６、３８を形成し、吸入ゾーン１８および吐出ゾ
ーン２０との間で環状壁３６、３８のバケット３６ａ、
３８ａを密閉しながら流体を移送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は流体機械に関し、とく
に、ブロワー、コンプレッサー、水ポンプ、ジェットポ
ンプ、真空ポンプ、油圧ポンプ等に利用可能な流体機械
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンプレッサーは米国特許第５，
０７４，７６１号および同第５，７３３，１１２号に示
されるベーン型コンプレッサーならびにスクロール型、
ルーツ型、スクリュー型、往復型およびアキシャルフロ
ー型コンプレッサーが実用化されている。液体用ポンプ
としては米国特許第５，１１４，３１０号に示される遠
心ポンプ、同第５，３０２，０９６号、同第５，３１
６，４５６号および同第５，７３５，９８７号に開示さ
れるベーン型ポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ、往復ポ
ンプ、ギヤポンプが実用化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のコンプレッサー
およびポンプでは効率が悪いために単位時間当たりの吐
出容量や吐出圧力に限界があり、これを解決するには流
体機械が大型化し、電力消費も大きくなっていた。さら
に、ベーン型流体機械は構造が複雑で製造コストが高
く、寿命や信頼性ならびに耐久性に難があった。

【０００４】本発明は上述の欠点を解消するもので、単
位所要エネルギー当たりの吐出容量が大きく、高圧力化
が可能で、高効率、高寿命、高信頼性、小型軽量、低コ
ストの流体機械を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、流体機
械が（ａ）吸入口および吐出口と、吸入口および吐出口
にそれぞれ隣接する吸入ゾーンおよび吐出ゾーンと、吸
入ゾーンと吐出ゾーンとの間で周方向に延びる密閉部材
を有するケーシングと；（ｂ）ケーシング内に回転可能に収納された羽根車とを
備え；（ｃ）羽根車が密閉部材を収納する環状溝と、環状溝の
両側に形成された環状壁を備え；（ｄ）各環状壁が周方向に配置された複数のバケットを
備え；（ｅ）環状溝が吸入ゾーンおよび吐出ゾーンに連通して
いて、バケットが吸入ゾーンと吐出ゾーンとの間で密閉
部材とケーシング内壁により密閉されながら流体を移送
することにより達成される。

【０００６】

【作用】本発明の流体機械において、ケーシング内壁に
密閉部材を設けるとともに羽根車に環状壁を設け、環状
壁にバケットを形成し、羽根車の回転中にバケットを密
閉部材により密閉することにより吸入ゾーンと吐出ゾー
ンとを流体的に遮断することにより単位所要エネルギー
当たりの効率を飛躍的に向上させ小形軽量化、低コスト
化を図るようにしたものである。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の望ましい実施例による流体機
械につき、図面を参照しながら説明する。図１〜図３に
おいて、流体機械１０はケーシング１２を備え、ケーシ
ング１２は流体を吸入するための吸入口１４および吐出
口１６を有する。ケーシング１２の内部は吸入口１４お
よび吐出口１６にそれぞれ連通する吸入ゾーン１８およ
び吐出ゾーン２０と吸入口１４から吸入された流体を吸
入ゾーンに案内するとともに吐出ゾーン２０の流体を吐
出口１６にガイドするための仕切り部材２２を備える。
仕切り部材２２は後述の如く吸入ゾーン１８と吐出ソー
ン２０とを流体的に遮断する機能も有する。ケーシング
１２はさらにその内部に圧入その他の適当な手段で固定
支持された環状リング２４を備え、環状リング２４は吸
入口１４および吐出口１６にそれぞれ連通する開口部２
４ａ、２４ｂを有する。図１および図２より明らかなよ
うに、環状リング２４はその中央部において半径方向内
側にて、吸入ゾーン１８から吐出ゾーン２０の間で周方
向に延びる円弧状密閉部材２６を備え、密閉部材２６は
吸入ゾーン１８に臨んでいてガイド面２６ａを有する
（図３参照）。

【０００８】図１、図２に示されるように、環状リング
２４内には羽根車２８が回転可能に収納されている。羽
根車２８は駆動軸３０に連結され、駆動軸３０はベヤリ
ング（図示せず）を介してハウジング１２により支持さ
れる。図２において、羽根車２８は分割された一対のロ
ータデイスク３２、３４からなり、これらはそれぞれ径
外に延びる環状壁３６、３８と環状溝４０を有する。環
状壁３６、３８はそれぞれ周方向に等間隔で形成された
複数のバケット３６ａ、３８ａを有し、各バケットは軸
方向で環状溝４０に開口している。バケット３６ａ、３
８ａはそれぞれ遠心力により周方向ベクトルを径方向ベ
クトルに変換して流体を径方向に強制的に放出させるた
めのガイド面３６ｂ、３８ｂを有する。なお、バケット
の周方向の幅Ｗ２は仕切り部材２２の幅Ｗ１より小さい
値に設定される。ロータデイスク３２、３４との間には
シール部材４２が配置されている。環状溝４０には仕切
り部材２２と密閉部材２６が嵌挿されており、吸入ゾー
ン２４と吐出ゾーン２０との間において、バケット３６
ａ、３８ａの開口部は密閉部材２６と環状リング２４の
内壁により密閉される。環状リング２４の軸方向端部と
環状壁部３６、３８の間にはシール手段４４、４６が配
置される。図３より明らかなように、吸入ゾーン１８に
臨んでいる密閉部材の前縁は曲面状ガイド面２６ａを有
し、これにより羽根車２８の回転時に、矢印Ａの如く、
流体をバケット３６ａ、３８ａ内に効率的に流入させる
ようになっている。ロータデイクス３６、３８は駆動軸
３０に支持されていて、複数のボルト５２によりフラン
ジ４８、５０に固定される。

【０００９】上記構成において、吸入口１４から吸入ゾ
ーン１８に流入した流体は密閉部材２６のガイド面２６
ａに衝突しながら方向変換されてバケット３６ａ、３８
ａに流入する。羽根車２８が時計方向（図１）に回転す
ると、環状壁３６、３８が図３において矢印Ｂ方向に移
動してバケット３６ａ、３８ａは密閉部材２６により密
閉されながら流体を移送する。吐出ゾーン２０にてバケ
ット３６ａ、３８ａの外周は密閉状態から解放されるた
め、遠心力により流体は矢印Ｃで示す如くガイド面３６
ｂ、３８ｂに沿って吐出ゾーン２０内に吐出される。こ
のとき、バケット３６ａ、３８ａの幅Ｗ２は仕切り部材
Ｗ１の幅より小さいため、吸入ゾーン１８と吐出ゾーン
２０は流体的に完全遮断され、吸入ゾーン１８に吐出ゾ
ーン２０の吐出された流体が流入することが防止され
る。なお、流体の粘度に応じてバケットの形状もしくは
バケットのガイド面の傾斜度を自由に変更しても良い。

【００１０】図４および図５は第１実施例の変形例を示
すもので、図１〜図３と同様の部品には同一符号を用い
る。図４、図５において、環状壁３６、３８はそれぞれ
流体の渦流を形成するための曲面３６ｃ、３８ｃを備
え、円弧状密閉部材２６は両側に曲面２６ｄを備える。
図５より明らかなように、円弧状密閉部材２６はバケッ
ト３６ｂに対面する空洞部２６ｃを備える。円弧状密閉
部材２６の空洞部２６ｃを羽根車２８のバケット３６ｂ
が通過する時に、空洞部２６ｃの流体がバケット３６ｂ
により吸引されるため、羽根車２８のポンピン効果が大
きくなり、高い圧縮比が得られる。

【００１１】

【発明の効果】本発明では羽根車に環状溝と複数のバケ
ットを有する環状壁とを設け、環状溝に密閉部材を嵌合
させることによりバケットに流体を閉じ込めながら吸入
ゾーンから吐出ゾーンまで流体を移送可能としたため、
ケーシング内に吐出ゾーンから吸入ゾーンへの流体の逆
流を防止して効率アップを図ったため、小形軽量、高効
率、高信頼性、長寿命、低コストの流体機械を提供する
ことが可能であり、実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す流体機械の部分断面図
である。

【図２】図１の流体機械の内部を示す部分断面図であ
る。

【図３】図１の流体機械の密閉部材と羽根車との関係を
示す図である。

【図４】本発明の変形例を示す流体機械の部分断面図で
ある。

【図５】図４のＶ−Ｖ線の断面図を示す。

【符号の説明】

１２ケーシング、１４吸入口、１６吐出口１８吸入ゾーン、２０吐出ゾーン、２２仕切
り部材２４環状リング、２６密閉部材、２８羽根車３０駆動軸、３２、３４ロータデイスク３６、３８環状壁、４０環状溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）吸入口および吐出口と、吸入口お
よび吐出口にそれぞれ隣接する吸入ゾーンおよび吐出ゾ
ーンと、吸入ゾーンと吐出ゾーンとの間で周方向に延び
る円弧状密閉部材を有するケーシングと；（ｂ）ケーシング内に回転可能に収納された羽根車とを
備え；（ｃ）羽根車が密閉部材を収納する環状溝と、環状溝の
両側に形成された環状壁を備え；（ｄ）各環状壁が周方向に配置された複数のバケットを
備え；（ｅ）環状溝が吸入ゾーンおよび吐出ゾーンに連通して
いて、バケットが吸入ゾーンと吐出ゾーンとの間で密閉
部材とケーシング内壁により密閉されながら流体を移送
する流体機械。
【請求項２】請求項１において、ケーシングが吸入ゾ
ーンと吐出ゾーンとの間に配置された仕切り部材を備
え、仕切り部材が環状溝に嵌合され、仕切り部材がバケ
ットを密閉することにより吸入ゾーンと吐出ゾーンとの
間の連通状態を遮断している流体機械。
【請求項３】請求項１または２において、密閉部材が
環状溝内に配置された円弧形状を有し、羽根車の回転時
に密閉部材が流体をバケットに案内するためのガイド面
を有する流体機械。
【請求項４】請求項１または２において、ケーシング
が環状リング部材を備え、環状リング部材が密閉部材を
支持している流体機械。
【請求項５】請求項１または２において、各バケット
が吐出ゾーンにおいて流体を遠心力により径外方向に吐
出させるためのガイド面を有する流体機械。
【請求項６】請求項４において、羽根車が分割された
一対のロータデイスクからなる流体機械。
【請求項７】請求項１または２において、さらに、各
環状壁とケーシングとの間にシール手段を備える流体機
械。
【請求項８】請求項１または２において、円弧状密閉
部材が両側に複数の空洞部を備え、各空洞部が羽根車の
バケットに対面している流体機械。