JP2006170175A - Rotary pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は気体や液体等の流体の吸入、圧縮、吐出を回転によって行う流体機械に関するものである。 The present invention relates to a fluid machine that performs suction, compression, and discharge of fluid such as gas and liquid by rotation.
科学の発達に伴い、流体機械であるポンプも種々開発されて性能が向上しており、回転式小型ポンプとしては仕切弁を持つロータリーポンプ、スクロール式ポンプ等がある。 With the development of science, various pumps, which are fluid machines, have been developed and their performance has been improved. Rotary small pumps include rotary pumps with gate valves and scroll pumps.
これ等の回転式流体ポンプは吸入、圧縮、吐出に消費するエネルギーの他に毎回転ごとにスプリングの反発抵抗をともない、それによるエネルギー損失が大きく省エネルギー時代に合わない。又回転機構にスプリングをともなっているため、回転式でありながら高速回転に不向きである等小型化にも限界がある。
これ等のことを解決して消エネルギー、高速回転、小型化にする必要があった。These rotary fluid pumps have a spring repulsion resistance every rotation in addition to the energy consumed for suction, compression, and discharge, resulting in a large energy loss, which is not suitable for the energy saving era. Further, since the rotation mechanism is accompanied by a spring, there is a limit to downsizing such as being unsuitable for high-speed rotation while being a rotary type.
To solve these problems, it was necessary to reduce energy consumption, high speed rotation, and miniaturization.
本発明は、このような不都合を構造的に解消し効率の良い回転式流体ポンプを提供せんとするものである。 The present invention is intended to provide an efficient rotary fluid pump that structurally eliminates these disadvantages.
駆動軸が2回転すると駆動軸歯車に噛み合っているシリンダーの内歯歯車が1回転するその時駆動軸の偏心軸部に嵌め合っている両頭のピストンがシリンダーに対し相対的に1往復するそのピストンの往復動によりシリンダーとピストンとケーシング内周面との間の空間が伸縮する。その空間の伸縮によりケーシングの外側から吸入口と排出口を通してシリンダーが1回転する時2回の吸入と排出を行なうものであり、この時ピストンは駆動軸の偏心軸部を中心に自転をしながら公転をし、駆動軸とシリンダーはそれぞれの軸受けを中心に回転する。
よってこのロータリーポンプは往復運動部分は全くなく又スプリングの必要な部分もないためそれらによるエネルギー損失がなく、また高速回転が可能であるため小型化できるものである。When the drive shaft rotates twice, the internal gear of the cylinder meshing with the drive shaft gear rotates once. At that time, the pistons of the two heads fitted on the eccentric shaft portion of the drive shaft reciprocate one relative to the cylinder. The space between the cylinder, the piston, and the casing inner peripheral surface expands and contracts by the reciprocating motion. When the cylinder rotates once through the suction port and the discharge port from the outside of the casing due to the expansion and contraction of the space, the suction and discharge are performed twice, while the piston rotates around the eccentric shaft portion of the drive shaft. Revolving, the drive shaft and cylinder rotate around their bearings.
Therefore, this rotary pump has no reciprocating part and no necessary part of the spring, so there is no energy loss due to them, and it can be miniaturized because it can rotate at high speed.
上述の構造である此のロータリーポンプの駆動軸を動力装置によって1回転駆動する時シリンダーは180度回転しそれに伴いピストンも180度自転して吸入と排出をそれぞれ1回行うが構造上ピストンとシリンダーの間にできる空間が大きいため吐出量が多く、構造上全ての部分が円運動でありスプリングもないため往復運動とスプリングの反発抵抗によるエネルギーの損失が全くない。
又、全てが円運動であり高速回転が可能であるため小型化ができる等経済的な多くの特徴があり産業利用上優れた発明である。When the drive shaft of this rotary pump having the above structure is driven once by the power unit, the cylinder rotates 180 degrees, and the piston rotates 180 degrees accordingly, and suction and discharge are performed once each. Since there is a large space between them, the amount of discharge is large, and all parts of the structure are circular motions and there are no springs, so there is no energy loss due to reciprocal motion and spring repulsion resistance.
Further, since all of them are circular motions and can be rotated at high speed, they have many economical features such as miniaturization and are excellent in industrial use.
真円の外周面を持つ円柱形のシリンダー内にピストンが往復滑動するための穴を外周方向から貫通し両側面の中央部に軸受けを設けその内側に内歯歯車を軸受けと同一中心に設けたシリンダー内に、中央部に駆動軸の偏心軸部と嵌め合い回転可能な穴を設けた両頭のピストンと、そのピストン穴に嵌め合う偏心軸部を設けその偏心量はシリンダー内歯歯車のピッチ円直径の1/4とし、その偏心軸部の外側にシリンダーの内歯歯車と噛み合う歯車を設けその歯数は内歯歯車の1/2とする駆動軸と組合わせた回転体を、内周面が真円で円筒形のシリンダー内に組入れ駆動軸の回転中心とシリンダーの回転中心巨りが内歯歯車のピッチ円直径の1/4に設定しシリンダー回転軸受け中心より外側に駆動軸軸受けを持ちシリンダー回転中心とケーシング内周円の中心と同心になるよう加工した両側板でケーシング内に組み込み駆動軸を回転させることにより吸入、排出を行うものである。 A cylindrical cylinder with a perfect circular outer peripheral surface has a hole for reciprocating sliding of the piston from the outer peripheral direction, a bearing is provided at the center of both side surfaces, and an internal gear is provided at the same center as the bearing. In the cylinder, there is a double-headed piston that is fitted with the eccentric shaft part of the drive shaft at the center and a hole that can be rotated, and an eccentric shaft part that fits into the piston hole, and the amount of eccentricity is the pitch circle of the cylinder internal gear. A rotating body combined with a drive shaft having a diameter of ¼ and a gear meshing with the internal gear of the cylinder outside the eccentric shaft portion, the number of teeth of which is ½ of the internal gear, Is installed in a cylinder with a perfect circle, and the rotation center of the drive shaft and the rotation center of the cylinder are set to 1/4 the pitch circle diameter of the internal gear, and the drive shaft bearing is located outside the center of the cylinder rotation bearing. Cylinder rotation center and case Suction by rotating the embedded drive shaft within the casing in both side plates obtained by processing so as to be concentric with the center of the ring in the circumference, and performs discharge.
以下本発明の実施例を図面について説明する。
図1はロータリーポンプ全体を示す1部破断した正面図であり、図2は図1のKーK断面図であり、図3は図1のGーG断面図である。
図4は図1のピストン3の円筒形を長方形の断面形にした実施例であり、構造的には図1と同じでありシール9、10,11の代わりに気密溝を9a、10a、11aを設けており、吸入口22,排出口21を各々3個所にした1部破断の正面図である。
図5は図4のKーK断面図であり、図6は図4のGーG断面図である。
図7はシリンダー2の回転とピストン3の回転と往復動を示す説明図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a front view of the entire rotary pump with a part broken away, FIG. 2 is a sectional view taken along the line KK in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line GG in FIG.
FIG. 4 shows an embodiment in which the cylindrical shape of the
5 is a cross-sectional view taken along the line KK in FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line GG in FIG.
FIG. 7 is an explanatory view showing the rotation of the
シリンダー2の回転と、駆動軸1の回転と、ピストン3の回転及往復運動のメカニズムを図によって説明すると、
図7において円Lはシリンダーの内歯歯車2aのピッチ円とし、円Sは駆動軸1の歯車1bのピッチ円及偏心軸部1aの中心点の回転円であり、その直径は円Lの1/2である。点Oは基点であり、点Cは駆動軸の歯車1bと偏心軸部1aの回転中心点であり線ACは各々の半径である。
点Dはシリンダー2の内歯歯車2aの回転中心であり、線BDEはその内歯歯車2aの中心線及びピストン3の中心線とする。まず駆動軸の回転によって円Sがある角度回転するとき、それに噛み合っている円Lは円Sの回転角度の1/2の角度を点Dを中心に回転する。
点Aが円S上を基点Oから点Dまで180度回転する時その半分の回転角度で回転する直線BDEは常に点Aを通り90度回転する。同様に点Aが点Dから円S上を基点Oまで180度回転して戻る時直線BADEの点Eは基点Oまで90度回転する。The mechanism of the rotation of the
In FIG. 7, a circle L is a pitch circle of the
Point D is the rotation center of the
When the point A rotates 180 degrees on the circle S from the base point O to the point D, the straight line BDE rotated at half the rotation angle always passes through the point A and rotates 90 degrees. Similarly, when the point A returns from the point D to the base point O by 180 degrees on the circle S, the point E of the straight line BADE rotates 90 degrees to the base point O.
この様にして直線BADEが回転する時、直線BAの長さは変化して点Aが点Dに達した時円Lの半径と等しくなり次に点Aが点Oまで回転すると直線BADEの点Eは点Oに達して直線BA間の長さは最大となり円Lの直径となる。
このBA間の長さの変化がシリンダー2に対して往復運動するピストン3のストロークの変化であり、ストロークの最大値は円Lの直径に等しい。When the straight line BADE rotates in this way, the length of the straight line BA changes, and when the point A reaches the point D, it becomes equal to the radius of the circle L, and then when the point A rotates to the point O, the point of the straight line BADE E reaches the point O, and the length between the straight lines BA becomes the maximum and becomes the diameter of the circle L.
The change in the length between the BAs is the change in the stroke of the
真円の外周面17を持つ円柱形のシリンダー2の両側面の中心にシリンダー軸25,26を設け、その軸の内側にシリンダー2と一体化の内歯歯車2aを設け外周方向からピストン3が滑動する穴2bをシリンダー回転中心Dを通って貫通したシリンダー2と、中心に偏心軸部1aと回転可能に嵌め合う穴を設けた両頭のピストン3と、そのピストン穴に嵌め合う偏心量がシリンダー内歯歯車2aのピッチ円直径の1/4である偏心軸部1aとその外側に内歯歯車2aと噛み合い歯数が内歯歯車2aの半分である駆動軸歯車1bを設けた駆動軸とからなる組立回転体を、吸入口22と排出口21を外周に持ち内周面16が真円をなす円筒形のケーンシング4内に、シリンダー2の回転中心Dと駆動軸1の回転中心Cとの軸間巨りがシリンダーの内歯歯車2aのピッチ円直径の1/4即ち駆動軸歯車1bのピッチ円直径の1/2となる駆動軸軸受け14、15とシリンダー軸受け部12、13とを持つ軸受け7、8と、側板5、6により組み込みロータリーポンプの形体をなす。
実施例1.2.3図において円筒形ピストン2bには圧力漏れを防止するピストンシール9を設けており、シリンダー2の外周面17にはシリンダーシール10、11を設け圧力漏れを防いでいる。
又、ケーシング4には内周面16に流入溝24と流出溝23を外周部には吸入口22と排出口21を持ち、側板締結ネジ穴を設けている。
両側板5、6は外周部にケーシングに締結するネジ18の通る穴を設け、中心部に軸受け7、8を組込む穴を持ち、その周りの軸受締結ネジ19、20によって軸受け7、8を組付けている。
軸受け7、8は駆動軸1の貫通する軸受部14、15とシリンダー軸受部12、13を持ちそれ等の中心巨りは駆動軸歯車1bのピッチ円直径の1/2となっている。
又駆動軸1が回転する時、駆動軸の偏心軸部1aとピストンの公転によって発生するアンバランスを解消するために軸受け8の外側にバランスウエイト27を設けるか又はこのロータリーポンプを2連式の構造にすることによりバランスをとるようにしても良い。Embodiment 1.2.3 In the figure, a
The
Both
The
When the
図4、5、6の実施例はピストン3の断面形を円筒形から長方形に変更し側面に気密を保つための気密溝9aを設けシリンダー2のピストン滑動穴2bも長方形にしシリンダー外周面に気密を保つための気密溝10a、11aを設け、ケーシング内周面の流入及び流出溝はなく排出口21と吸入口22を複数個設けている。 4, 5 and 6, the cross-sectional shape of the
産業用の流体機械 Industrial fluid machinery
1 駆動軸
1a 偏心軸部
1b 駆動軸歯車
2 シリンダー
2a シリンダー内歯歯車
2b ピストン滑動穴
3 ピストン
4 ケーシング
5 側板
6 側板
7 軸受け
8 軸受け
9 ピストンシール
9a ピストン気密溝
10 シリンダーシール
10a シリンダー気密溝
11 シリンダーシール
11a シリンダー気密溝
12 シリンダー軸受部
13 シリンダー軸受部
14 駆動軸軸受部
15 駆動軸軸受部
16 ケーシング内周面
17 シリンダー外周面
18 側板締結ネジ
19 軸受締結ネジ
20 軸受締結ネジ
21 排出口
22 吸入口
23 流出溝
24 流入溝
25 シリンダー軸
26 シリンダー軸
27 空間部
28 バランスウェイト
C 駆動軸回転中心
D シリンダー回転中心
円S 偏心軸部中心の回転円及び駆動軸歯車のピッチ円
円L シリンダー内歯歯車のピッチ円
O点 基点
A点 偏心軸部中心点
B点 内歯歯車ピッチ円の基点
C点 円Sの中心点
D点 円Lの中心点
E点 内歯歯車ピッチ円の基点DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004382461A JP2006170175A (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Rotary pump |
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JP2004382461A Pending JP2006170175A (en) | 2004-12-10 | 2004-12-10 | Rotary pump |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100938997B1 (en) * | 2007-12-24 | 2010-01-28 | 한국항공우주연구원 | Spaceplane, Reentry Attitude Control of the Spaceplane using Canard and Elevon |
JP2010185358A (en) * | 2009-02-12 | 2010-08-26 | Hitachi Appliances Inc | Positive-displacement pump and displacement fluid machine including the same |
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2004
- 2004-12-10 JP JP2004382461A patent/JP2006170175A/en active Pending
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KR101194475B1 (en) | 2009-02-12 | 2012-10-24 | 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 | Positive displacement type pump and positive displacement type fluid machine with the same |
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