JP2009162220A5 - - Google Patents

Description

さらに、別の態様においては、ルーツ式ブロワの騒音低減方法が開示されている。この方法は、漏洩還流の変化をロータの角度位置特性で相殺するのに十分なルーツ式ブロワのロータと壁との間の補助的な漏洩還流経路を導入することを含んでいる。

図６は、従来技術のチャンバの排気ポート１２２に向かって見た断面図１２０である。破線は、代表位置におけるローブ頂部を表わしている。第１の破線１２４は、ローブ頂部のチャンバの壁（以下「チャンバウォール」という）１２６に近接した静止端部を表わしており、このとき、漏洩還流の基準範囲が提供される。この位置では、ローブ頂部は、排気ポート１２２で十分に加圧された気体に未だ直接接触していない気体の塊を保持するガルプ（gulp）の前縁として働く。

Claims (19)

1. 騒音を低減したルーツ式ブロワであって、
   回転軸を含む平面内の平行な軸に関して相互に反対方向に回転するように形成された１対のロータと、
   前記ロータ対を囲むチャンバを決定する壁を備えたブロワハウジングと、
   前記チャンバの壁を貫通し、前記ロータ軸間で略等距離にある界面に関して外壁が対称を成した吸気ポートと、
   前記チャンバの壁を貫通し、前記吸気ポートの位置と略対向する位置にあり外壁が前記界面に対称を成した排気ポートと、及び
   前記チャンバの壁に、前記界面に関して互いに略対称に位置付けられて形成された１対のレリーフ凹部と、
   を含んで構成され、
   前記各ロータは、夫々、半径方向の最外位置に頂部を有し、相互に軸方向に反対巻きの螺旋として形成される複数のサイクロイド形ローブを含んで構成され、前記各ロータローブの頂部の回転により、前記ロータの軸方向の範囲で切除されて１対の円筒部分の一部が重なった形状の空洞を規定しており、
   前記空洞が前記チャンバの物理的な範囲を確定し、さらに、前記チャンバの壁が略一定の空間距離だけ前記空洞から離れて位置しているルーツ式ブロワ。
2. 前記各ロータが固定される１対のシャフトと、
   角速度、加速度及び圧負荷の選択された範囲の全体に亘ってブロワ動作中に前記各シャフトの長手位置及び半径位置を略一定に維持するように構成された１組のベアリングと、
   をさらに含んで構成された請求項１に記載のルーツ式ブロワ。
3. 角速度、加速度及び圧負荷の選択された範囲の全体に亘って略一定の相対速度で前記ロータ対の反対方向の回転を規制するように構成され、各ロータシャフトの隣接した端部の近位に取付けられた噛合ギア対と、
   前記２つのロータシャフトのうち、一方のロータシャフトに連結され、且つ該一方のロータシャフトに取付けられたギアより遠位に位置し、電源の供給に応じて前記一方のロータシャフトに回転力を与えるように構成されたモータと、
   をさらに含んで構成された請求項２に記載のルーツ式ブロワ。
4. 前記チャンバの壁に侵入し、前記排気ポートに向かって連続的に延びる一対のレリーフ溝をさらに含んで構成され、
   前記各レリーフ溝は、前記各ロータローブからローブ頂部が半径方向に投影された一連の角度位置で前記レリーフ溝の幅及び深さの寸法が特定されることを特徴とする請求項１に記載のルーツ式ブロワ。
5. 前記レリーフ溝の領域は、最初の選択位置よりも前記排気ポートから離れたロータローブの角度位置には無く、前記円筒状の壁に形成された前記レリーフ溝の幅、深さ及び位置は、選択された配置に応じて変化し、前記レリーフ溝の横断面積は、前記吸気ポートから排気ポートへの流れを引き起こす方向に前記各ロータが回転するとき、前記排気ポートに向かってロータローブの角度位置が前進しても減少しないことを特徴とする請求項４に記載のルーツ式ブロワ。
6. 前記排気ポートから吸気ポートへの自然漏洩還流量は、前記ロータの角度位置に応じて周期的に変化し、前記レリーフ凹部は、前記ロータ間の自然漏洩還流量が最大となるロータ角度位置でレリーフ凹部の開口を最小にし、及び前記ロータ間の自然漏洩還流量が最小となるロータ角度位置でレリーフ凹部の開口を最大にするように配置されている請求項１に記載のルーツ式ブロワ。
7. 螺旋状に６０度進む３ローブヘリカル形の第１のロータと、
   前記各ロータ軸に垂直なチャンバの中央面の位置でロータローブ頂部の前記螺旋状の傾斜線によって略決定される基準面内にあり、且つ前記近位のロータ軸と前記チャンバの中央面との交点近くに一つの回転中心を有する円筒状の基準容積内に設けられた第１のレリーフ凹部と、
   前記第１のロータと略鏡像関係を成す第２のロータと、
   前記第１のレリーフ凹部と略鏡像関係を成す第２のレリーフ凹部と、
   をさらに含んで構成され、
   前記基準容積の前記回転中心は、前記基準面と前記チャンバの壁との交差部で前記螺旋状の傾斜に平行であり、前記基準容積の曲率は、前記ロータローブの頂部の曲率よりも小さく、前記基準容積は、前記ロータ軸面と、前記界面に平行で前記第１のレリーフ凹部の近位の前記ロータ軸を含む境界面とによって範囲がさらに制限された連続的な経路に沿って前記チャンバの壁と交差している請求項１に記載のルーツ式ブロワ。
8. 略等しい熱膨張係数を有するロータ及びハウジング材をさらに含んで構成された請求項１に記載のルーツ式ブロワ。
9. 螺旋状に６０度進む３ローブロータを有して成り、
   前記第１のレリーフ凹部は、ゼロ度のロータ基準角度で最大のバイパス領域を有し、
   前記第１のレリーフ凹部は、略連続した凹面であり、
   前記ロータローブは、そのギア側末端部で前記第１のローブのモータ側末端部と半径方向に向き合って、前記ロータ軸面と前記チャンバとの前記交差部から前記吸気ポートに向かって螺旋状に延び、前記第１のレリーフ凹部の最大のバイパス深さ面と交差しており、
   第１のロータ角度位置は、第１のローブ頂部のギア側端部が前記ロータ軸面内にてローブ間の第１の谷間のギア側端部近くに在って、前記第２のロータ上に位置している状態であり、及び
   第２のロータ角度位置は、第２のローブ頂部のモータ側端部が前記ロータ軸面内にてローブ間の第２の谷間のモータ側端部近くに在って、前記第１のロータ上に位置している状態である請求項１又は２に記載のルーツ式ブロワ。
10. 前記第１のレリーフ凹部は、３０度の角度で最小のバイパス領域を有し、
    前記第１のロータ角度位置は、前記ゼロ度の角度から３０度回転された位置で、前記第１のローブ頂部のギア側端部が前記ロータ軸面からシャフト角度で３０度回転された位置であり、
    前記第２のロータ角度位置は、前記ゼロ度の角度から３０度回転された位置で、前記第２のローブ頂部のモータ側端部が前記ロータ軸面からシャフト角度で３０度回転された位置である請求項９に記載のルーツ式ブロワ。
11. 補助的な漏洩還流を周期的に導入する前記レリーフ凹部は、他の略均一な壁面内に離れて、前記壁面を円筒状の基準形態から外に向かって膨らます２つの変形部を含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のルーツ式ブロワ。
12. 前記漏洩還流を最小にする前記ロータの複数の第１の角度位置を決定する手段と、
    前記漏洩還流を最大にする前記ロータの複数の第２の角度位置を決定する手段と、
    前記漏洩還流を最小にする第１の角度位置での噛み合いに対して遠位にある基準ローブを認識する手段と、
    をさらに含んで構成され、
    前記レリーフ凹部は、前記基準ローブ、同じ前記ロータ上の他のローブ及び前記チャンバの円筒状に湾曲した各部分を含んで構成された筐体の容積のまわりに流体を送り、
    前記レリーフ凹部の範囲は、前記漏洩還流を最大にするロータ角度位置で流体が送り込まれるのを阻止するべく制限されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のルーツ式ブロワ。
13. 一対のロータと、前記ロータ対を取り囲んで２つの円筒状の空洞が一部で重なった形態の壁を含んで構成されたチャンバを備えるブロワハウジングとを含んで構成されたルーツ式ブロワの騒音低減方法であって、
    前記チャンバの壁の連続的に円筒状に湾曲した部分で各周囲が境界された１対のレリーフ凹部を前記チャンバの壁に備え、前記ロータと前記壁との間に漏洩還流の変化をロータの角度位置特性で補うのに十分な補助的な漏洩還流経路を導入することを含んで構成されたルーツ式ブロワの騒音低減方法。
14. 前記ブロワの吸気ポートと排気ポートとの間に主たる流路を決定し、
    前記各ロータの角度転移の同期を確定し、
    前記二つのロータのうち一つのロータに回転力の発生源を接続して成り、
    前方流のための最初の広がり部と漏洩還流のための最初の広がり部とで噛み合うように交互に配置されたローブを有する前記ロータ対が前記チャンバ内を回転自由にされていることを特徴とする請求項１３に記載のルーツ式ブロワの騒音低減方法。
15. 漏洩還流を最小にする前記ロータの複数の第１の角度位置を決定し、
    漏洩還流を最大にする前記ロータの複数の第２の角度位置を決定し、及び
    前記漏洩還流を最小にする第１の角度位置での噛み合いに対して遠位にある基準ローブを認識することを含んで構成され、
    前記補助的な漏洩還流経路は、前記基準ローブと位置合わせされ、前記基準ローブ、同じ前記ロータ上の他のローブ及び前記チャンバの二つの円筒状空胴のうち、一方の円筒状空洞を含んで構成された筐体の容積のまわりに流体を送る凹部をチャンバ内に備え、及び
    前記凹部の範囲を制限して、前記漏洩還流を最大にするロータ角度位置で流体が送り込まれるのを阻止する構成であることを特徴とする請求項１４に記載のルーツ式ブロワの騒音低減方法。
16. 前記補助的な漏洩還流経路は、前記排気ポートと、隣接する２つのローブ及び前記壁に囲まれており、前記チャンバの壁に切り込まれ、前記排気ポートに向かって開いた凹部を含んで構成された容積との間の流体の流路を提供することを含むことを特徴とする請求項１４記載のルーツ式ブロワの騒音低減方法。
17. 前記補助的な漏洩還流経路は、
    前記排気ポートから吸気ポートへの自然漏洩還流量が前記ロータの角度位置に応じて周期的に変わり、
    さらに、
    前記ロータ間の自然漏洩還流量が最大となるロータ角度位置で開口するレリーフ凹部の広がりを最小にし、
    前記ロータ間の自然漏洩還流量が最小となるロータ角度位置で開口するレリーフ凹部の広がりを最大にするように配置された前記複数のレリーフ凹部を提供する、
    ことを含むことを特徴とする請求項１４に記載のルーツ式ブロワの騒音低減方法。
18. 平均流体圧力の増加と共に吸気ポートから排気ポートまで流体の流れを強制する手段と、及び
    前記流れを強制する手段の角度位置が増加している間、前記排気ポートから前記吸気ポートまで流れる漏洩還流量の一時的な流量変化を略無くす手段と、
    を含んで構成されたルート式ブロアであって、
    チャンバ内に流体を引き込む手段と、
    前記チャンバの対向した２つの円筒状の壁の表面のまわりで略離れた部分を流体の流量が略途切れないようにして交互に流体を運ぶ手段と、
    前記流体を運ぶ手段に補助的な漏洩還流を周期的に導入する手段と、
    をさらに含んで構成され、
    前記補助的な漏洩還流を周期的に導入する手段は、他の略均一な壁面内に離れて、前記壁面を円筒状の基準形態から外に向かって膨らます２つの変形部と、前記漏洩還流を最小にする前記ロータの複数の第１の角度位置を決定する手段と、前記漏洩還流を最大にする前記ロータの複数の第２の角度位置を決定する手段と、前記漏洩還流を最小にする第１の角度位置での噛み合いに対して遠位にある基準ローブを認識する手段と、前記基準ローブと位置合わせされ、前記基準ローブ、同じ前記ロータ上の他のローブ及び前記チャンバの一方の円筒状空胴を含んで構成された筐体の容積のまわりに流体を送る凹部をチャンバ内に提供する手段と、前記凹部の範囲を制限し、前記漏洩還流を最大にするロータ角度位置で流体が送り込まれるのを阻止する手段と、をさらに含んで構成されたルート式ブロア。
19. 前記排気ポートと、隣接する２つのローブ及び前記壁に囲まれた容積との間の流体の流れを増加させる手段をさらに含んで構成された請求項１８に記載のルーツ式ブロワ。