JP2013505391A - ロータ型ポンプ - Google Patents

Abstract

ロータ型ポンプが提供される。ロータが、回転してチャンバの内面に密着し、カムが、圧縮手順の間に、封止部、ロータの凸面およびチャンバの内面が実質的気密空間を形成するように、封止部を制御し、チャンバ内のガスが所定圧力まで圧縮されると、圧縮ガスが出るように案内される。したがって、ロータの平滑面がチャンバの内面に密着し、チャンバ内のガスが回転式に圧縮され、そこでは、ピストンの往復運動が不要であり、死点が発生せず、そのため動作が平滑になり雑音が発生しにくい。さらに、ロータ型ポンプは、潤滑液を使用する必要がなく、極めて大きい圧縮能力および優れた効率を提供する。

Description

本発明は、ロータ型ポンプに関し、より具体的には、回転ロータ型ポンプに関する。

高圧ガス（たとえば空気）は、さまざまな分野、たとえばエンジン加圧、空気圧工具、高圧洗浄機、および機器に作用する動力にわたって広く適用されている。従来技術では、ガス圧縮は、シリンダ内でピストンを往復式に駆動するために利用されるモータによって行われ、そこでは、常圧ガスが、シリンダおよびピストンによって形成される気密空間内に提供される。ピストンが、気密空間の体積を低減するように移動すると、常圧ガスが圧縮されて高圧ガスになり、圧縮された高圧ガスは、排気されて空気タンクに貯蔵される。

既存の圧縮装置は、一般にピストン型である。ピストンが往復運動する際、ピストンが方向を逆転させる位置に上死点および下死点が生成される。したがって、既存のピストン型圧縮装置は、比較的律動的に動作し、相当な騒音を発生する可能性がある。さらに、既存の圧縮装置では、摩擦を低減しピストンがシリンダ内で往復運動を平滑に行うことができるように、シリンダ内に潤滑液を入れなければならない。潤滑液がないかまたは不十分である場合、ピストンとシリンダとの間に過度の摩擦が発生する可能性があり、それにより、その摩擦が、圧縮効率に影響を与えるか、またはさらにはシリンダの構造を破壊するかもしくは過度の高温をもたらし、それによってピストンおよびシリンダを焼結する可能性がある。

したがって、上記問題を解決するロータ型ポンプが必要とされている。

本発明は、従来技術におけるさまざまな問題を解決するロータ型ポンプを提供する。

本発明は、本体、ロータ、少なくとも１つのカムおよび封止ユニットを含むロータ型ポンプを提供する。本体は、チャンバ、吸気部および排気部を有する。ロータは、チャンバ内に軸方向に配置され、かつ周面を有し、周面は少なくとも凸面を有し、凸面はチャンバの内面に密着する。各カムは、カム面を有し、かつロータと協働して回転する。封止ユニットは、封止部および少なくとも１つの同期部を有し、封止部は周面と接触し、同期部はカム面と接触し、封止部は、同期部と同期して移動する。ロータおよびカムが回転し、同期部が対応するカム面に従って移動し、それにより同期して移動する封止部が周面に連続的に密着し、ガスが吸気部からチャンバに入り、その後、凸面が回転して吸気部、封止部、凸面およびチャンバの内面を封止して、実質的気密空間を形成し、回転するロータが、チャンバ内のガスを所定圧力に達するまで連続的に圧縮し、所定圧力に達した後、チャンバ内のガスが排気部から出るように案内される。

本発明のロータ型ポンプでは、ロータの平滑面がチャンバの内面に密着し、チャンバ内のガスが回転式に圧縮され、そこでは、本発明のロータはピストンによって行われる往復運動に携わる必要がなく、死点が発生せず、そのため、動作が平滑になり発生する雑音も小さくなる。さらに、本発明のロータ型ポンプは、ロータの表面に潤滑かつ耐熱カバー層を含みうることにより、潤滑液を不要とすることができ、高圧縮能力および優れた効率を提供する。

本発明の第１実施形態によるロータ型ポンプの軸方向断面図である。 図１Ａの１Ｂ−１Ｂに沿った断面図である。 図１Ａの１Ｃ−１Ｃに沿った断面図である。 本発明の第１実施形態によるロータ型ポンプの圧縮行程の概略図である。 本発明の第１実施形態によるロータ型ポンプの圧縮行程の概略図である。 本発明の第１実施形態によるロータ型ポンプの圧縮行程の概略図である。 本発明の第１実施形態による直線案内装置を有する封止ユニットとロータ型ポンプのロータおよびカムとの協働の概略図である。 本発明の第２実施形態によるロータ型ポンプの概略図である。 本発明の第２実施形態による圧力調整弁およびロータ型のピストン構造を有する復帰機構の概略図である。 本発明の第２実施形態によるロータ型ポンプの圧縮行程の概略図である。 本発明の第２実施形態によるロータ型ポンプの圧縮行程の概略図である。 本発明の第２実施形態によるロータ型ポンプの圧縮行程の概略図である。 本発明の第３実施形態によるロータ型ポンプの概略図である。

本発明の技術的特徴、目的および効果をより理解しやすくするために、添付図面を参照して、以下に、本発明を詳細に説明する。

本発明によるロータ型ポンプは、本体、ロータ、少なくとも１つのカムおよび封止ユニットを有している。本体は、チャンバ、吸気部および排気部を有している。封止ユニットは、封止部および少なくとも１つの同期部を有している。図１Ａは、本発明の第１実施形態によるロータ型ポンプの軸方向断面図であり、図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂに沿った断面図であり、図１Ｃは、図１Ａの１Ｃ−１Ｃに沿った断面図である。図１Ａ〜図１Ｃを参照すると、本実施形態では、ロータ型ポンプ１は、本体１１、ロータ１２、２つのカム１３、回転軸１４および封止ユニット１５を有している。本体１１は、チャンバ１１１、２つの収容空間１１２、吸気部１１３および排気部１１４を有しており、収容空間１１２は、チャンバ１１１の２つの側部に配置されている。本体１１は、１つの収容空間１１２のみを有していてもよいことを理解することができ、収容空間１１２はチャンバ１１１の一方の側部に配置される。

本実施形態では、チャンバ１１１は中空円柱空間であるが、チャンバ１１１およびロータ１２は、互いに協働していかなる形状を有していてもよく、すなわちチャンバ１１１の形状は中空円柱空間であることに限定されない。ガスは、吸気部１１３からチャンバ１１１に入り、排気部１１４は、逆止弁１１５および配管１１６を有し、逆止弁１１５は、チャンバ１１１の内部と連通し、それにより、ガスがチャンバ１１１から出るように案内されることが可能であり、チャンバ１１１に逆戻りすることができず、配管１１６は、チャンバ１１１から出るように案内されるガスを案内するために、逆止弁１１５に接続されている。

本実施形態では、排気部１１４は、外部接続導管１１７および相互接続導管１１８を含む。逆止弁１１５は、外部接続導管１１７に接続されている。外部接続導管１１７は、本体１１の１つの側壁から所定の深さまで開放されており、相互接続導管１１８は、外部接続導管１１７と連通し、チャンバ１１１の方向に向かって開放されてチャンバ１１１で中断している（実質的にＬ字型である導管を形成している）。好ましくは、相互接続導管１１８の断面寸法は、外部接続導管１１７の断面寸法より大きく、相互接続導管１１８は、チャンバ１１１の周縁部と連通するように開放されている。

ロータ１２は、チャンバ１１１内において軸方向に配置されている。本実施形態では、ロータ１２の断面はカム形状であり、設計された中心とともに回転する。ロータ１２は、周面１２１を有し、周面１２１は、少なくとも凸面１２２を有し、凸面１２２は、チャンバ１１１の内面に密着する。本実施形態では、カム１３は、回転軸１４を介してロータ１２に接続されており、ロータ１２およびカム１３は同軸カム形状であり、ロータ１２およびカム１３は同じ輪郭タイプを有している。各カム１３は、カム面１３１を有し、ロータ１２と協働して（本実施形態ではロータ１２と同期して）回転する。

ロータ１２およびカム１３の少なくとも一方はカバー層をさらに有している。本実施形態では、ロータ１２の周面１２１のみがカバー層１２３を有しており、カム１３はカバー層を有していない。他の用途では、ロータ１２およびカム１３がともにカバー層（図面には示さず）を有していてもよい。好ましくは、カバー層１２３は、テフロン（登録商標）材料からなる。カバー層１２３は、凸面１２２とチャンバ１１１の内面との間の潤滑の程度および封止の程度を向上させることができ、かつロータ１２とチャンバ１１１の内面との間に発生する摩擦を低減することができ、それにより、圧縮効率を向上させ、チャンバ１１１の構造に対する損傷を防止し、ロータ１２およびチャンバ１１１が焼結しないようにする。

回転軸１４は、ロータ１２およびカム１３に接続されている。回転軸１４は、回転動力源（図示せず）に接続されており、回転動力源は、回転軸１４を介してロータ１２およびカム１３を駆動する。本実施形態では、回転軸１４は、ロータ１２およびカム１３の軸線上に位置しており、すなわち、ロータ１２およびカム１３は、同軸状に配置されている。

ロータ型ポンプ１は、回転速度を上昇させるように、回転のバランスをとるために用いられる少なくとも１つの重り要素１６をさらに有していてもよい。好ましくは、重り要素１６は、回転軸１４の上に配置されている。（本実施形態では、図１の右側カム１３の右側に配置されている）重り要素１６の好適な構成（たとえば、所定重量および位置）を通して、回転のバランスをとることができ、回転速度を上昇させることができ、それにより、ロータ１２の回転速度を上昇させることに加えて、重り要素１６は、ロータ１２およびカム１３の回転を安定させることができる。他の用途では、ロータ型ポンプ１は、回転軸１４に配置されかつロータ１２の２つの側部に位置する（それぞれ本体１１の２つの側部に位置する）複数の重り要素をさらに有していてもよいことを理解することができる。

本実施形態では、封止ユニット１５は、封止部１５１、２つの同期部１５２、基部１５３および復帰機構１５４を有している。封止部１５１は周面１２１と接触し、同期部１５２はカム面１３１とそれぞれ接触し、封止部１５１は、同期部１５２と同期して移動する。

本実施形態では、封止部１５１は、本体１１を貫通し、ロータ１２の周面１２１と接触し、吸気部１３１と排気部１１４との間に位置している。同期部１５２は、それぞれ本体１１を貫通し、それぞれカム面１３１と接触している。基部１５３は、封止部１５１および同期部１５２に接続されており、封止部１５１は、同期部１５２の間に位置している。

本実施形態では、復帰機構１５４はばね機構である。復帰機構１５４は、基部１５３に接続され、封止部１５１が周面１２１に連続的に密着することができるようにする圧力を提供する。復帰機構１５４はまた、同期部１５２がカム面１３１に連続的に密着することができるようにする圧力も提供することが理解されるべきである。

ロータ１２およびカム１３は回転し、同期部１５２は、対応するカム面１３１に従って移動し、それにより、同期して移動する封止部１５１が周面１２１に連続的に密着する。ガスは吸気部１１３からチャンバ１１１に入り、その後、ロータ１２の凸面１２２が回転して吸気部１１３を封止し、封止部１５１、凸面１２２およびチャンバ１１１の内面が実質的気密空間を形成し、回転ロータ１２は、チャンバ１１１内のガスを所定圧力に達するまで連続的に圧縮し、所定圧力に達した後、チャンバ１１１内のガスは排気部１１４から出るように案内される。

例示のために図１Ｂおよび図１Ｃならびに図２〜図４を参照すると、カム面１３１が右側に回転すると、カム面１３１は同期部１５２を押して右側に移動させ、封止部１５１は、同期部１５２と同期してシフトし、それにより同時に右側に移動する。ここで、ロータ１２の凸面１２２は、同期して右側に移動し、そこでは、シフト量は、封止部１５１の右方向移動のシフト量と同じであり、復帰機構１５４は封止部１５１に対して下方圧力を提供し、それにより封止部１５１は周面１２１に連続的に密着することができる。

対照的に、カム面１３１が左側に回転すると、復帰機構１５４が封止部１５１に対して左圧力を提供し、同期部１５２は、カム面１３１にそれぞれ連続的に接触し、連続的に左側に移動し、封止部１５１は、同期部１５２と同期してシフトし、それにより同時に左側に移動する。ここで、ロータ１２の凸面１２２は同期して左側に移動し、そこでは、シフト量は封止部１５１の左方向移動のシフト量と同じであり、復帰機構１５４は、封止部１５１に対して左圧力を提供し、それにより封止部１５１は、周面１２１に連続的に密着することができる。

本実施形態では、動作手順の間、ロータ１２およびカム１３は回転速度が同じであり、カム１３のカム面１３１の形状は、ロータ１２の周面１２１の形状と協働し（ロータ１２およびカム１３は同じ輪郭タイプを有する）、カム１３はロータ１２と協働して回転する。

凸面１２２が（図４に示すように）吸気部１１３を封止しない時、ガスは吸気部１１３からチャンバ１１１に入り、凸面１２２が（図１Ｂに示すように）吸気部１３３を封止すると、圧縮行程が開始する。圧縮行程中、封止部１５１、凸面１２２およびチャンバ１１１の内面は、実質的気密空間を形成し、ロータ１２は、チャンバ１１１内のガスが所定圧力まで圧縮されるまで、（図２〜図３に示すように）回転して気密空間が次第に小さくなるようにし、所定圧力になった時点で、排気部１１４の逆止弁１１５が、所定圧力に達した圧縮ガスをチャンバ１１１から放出し（逆止弁が異なると所定圧力も異なる）、圧縮行程中、ロータ１２が連続的に回転すると、凸面１２２の位置は、それが吸気部１１３を完全に覆わなくなるように変化し、それにより、（図２〜図４に示すように）チャンバ１１１内に吸気空間が生成され、圧縮されていない空気が吸気部１１３から吸気空間に入ることができ、ロータ１２が回転して（図１Ｂに示すように）再び吸気部１１３を覆うと、吸気行程が終了し、次の圧縮行程を行うように、圧縮が開始する。

相互接続導管１１８の断面寸法は、好ましくは外部接続導管１１７の断面寸法より大きく、それにより、圧縮行程中、凸面１２２が相互接続導管１１８の開口部を略完全に覆う（すなわち、所定圧力に達する）までロータ１２が連続的に回転すると、逆止弁１１５が開放され、それにより、圧縮ガスがチャンバ１１１から出るように案内されることに留意するべきである。このような方法で、チャンバ１１１の空間は全て利用され、したがってガス圧縮性能が向上する。

図１Ａおよび図５を参照すると、他の用途では、封止ユニット１５は、少なくとも１つの直線案内装置１５５をさらに有することができる。各直線案内装置１５５は、リニア軸受１５６およびガイド軸１５７を含み、リニア軸受１５６は、回転軸１４に枢支取付され、案内部１５８を有している。ガイド軸１５７は、封止部１５１の一方の側部に配置されかつ基部１５３に接続されており、案内部１５８に従って封止部１５１および同期部１５２と同期して移動する。

本発明のロータ型ポンプ１を、（たとえば、負圧環境または真空状態を形成するために用いられる）負圧環境の形成に適用することもでき、これは、本発明のロータ型ポンプ１を用いて、「圧縮」および「真空圧力排出」を行うことができることを意味する。吸気部１１３は、負圧環境または真空状態を形成することを目的とする空間または装置（図面には示さず）に接続されている。ロータ１２が連続的に回転し、凸面１２２が吸気部１１３を完全に覆わない時、（図２〜図４に示すように）チャンバ１１１内の吸気空間は連続的に増大し、吸気空間は、（負圧環境または真空状態を形成することを目的とする空間または装置に対し）負圧状態を形成し、負圧環境または真空状態を形成することを目的とする空間または装置内のガスは、吸気空間内に吸収される。（図１Ｂに示すように）ロータ１２が回転して吸気部１１３を再び覆うと、負圧環境または真空状態の機能を達成するように、次のガス吸収手順を行う用意ができる。

図６は、本発明の第２実施形態によるロータ型ポンプの概略図である。本実施形態では、ロータ型ポンプ２は、本体２１、ロータ２２、カム２３、２つの回転軸２４、封止ユニット２５および復帰機構２６を含む。

本体２１は、チャンバ２１１、排気部２１２、配置開口部２１３および吸気部２１４を有しており、配置開口部２１３は、排気部２１２と吸気部２１４との間に形成されている。本発明の第２実施形態によるロータ型ポンプ２は、少なくとも１つの圧縮ユニットを含む。本実施形態では、ロータ型ポンプ２は圧縮ユニット２０を有し、それは、チャンバ２１１、排気部２１２、配置開口部２１３、吸気部２１４、ロータ２２、カム２３、２つの回転軸２４、封止ユニット２５および復帰機構２６を含む。本実施形態では、チャンバ２１１、排気部２１２、配置開口部２１３および吸気部２１４は円柱の構造を形成する。

本実施形態では、本体２１は、中空円柱であり、図１Ａ〜図１Ｃに示すように中空円柱チャンバを有する構造であるようにも理解され得る。本実施形態では、排気部２１２は、逆止弁２１５および配管２１６を有している。逆止弁２１５はチャンバ２１１と連通し、それにより、ガスをチャンバ２１１から出るように案内することができ、ガスはチャンバ２１１に逆戻りすることができず、配管２１６は、チャンバ２１１から出るように案内されるガスを案内するために、逆止弁２１５に接続されている。

ロータ２２は、回転軸２４を介して本体２１の軸線（チャンバ２１１の軸線とも呼ぶ）に沿ってチャンバ２１１に軸方向に配置されている。ロータ２２は周面２２１を有し、それは、チャンバ２１１の内壁に密着する凸面２２２を有している。本実施形態では、ロータ２２およびカム２３は、異軸（ｈｅｔｅｒｏａｘｉａｌ）かつ結合（ｃｏｎｊｕｇａｔｉｎｇ）型である（ロータ２２および結合カム２３の輪郭タイプが互いを補償する）。カム２３は、別の回転軸２４に配置され、軸線は本体２１の軸線と実質的に平行であり、カム２３はカム面２３１を有している。ロータ２２およびカム２３の少なくとも一方は、カバー層をさらに有している。

本実施形態では、ロータ２２はカバー層２２３を有し、カム２３もまたカバー層２３２を有している。他の用途では、ロータ２２のみがカバー層を有するか、またはカム３２のみがカバー層を有している。好ましくは、カバー層２２３および２３２はテフロン（登録商標）材料からなる。

封止ユニット２５は、配置開口部２１３を貫通し、ロータ２２とカム２３との間に位置している。本実施形態では、封止ユニット２５は、カム２３の軸線とチャンバ２１１の軸線の方向とに対して実質的に垂直であり、そこでは、封止ユニット２５および配置開口部２１３は、密着を維持するように十分に適合されている。本実施形態では、封止ユニット２５は第１部２５１（すなわち、第１実施形態における同期部１５２）および第２部２５２（すなわち、第１実施形態における封止部１５１）を有しており、第１部２５１はカム面２３１と接触し、第１部２５１および第２部２５２は実質的にＴ字型であり、第２部２５２の一端は周面２２１と接触する。

復帰機構２６は、封止ユニット２５に接続されており、封止ユニット２５をカム２３に向かって移動させることができる復帰力を提供するように用いられる。好ましくは、復帰機構２６は弾性要素である。本実施形態では、弾性要素はばねであり、カム２３と本体２１との間で封止ユニット２５の第２部２５２にスリーブとして形成されている。

本実施形態では、動作手順の間、ロータ２２およびカム２３はそれぞれ回転速度を有し、ロータ２２の周面２２１およびカム２３のカム面２３１の形状は、封止ユニット２５のサイズ、ロータ２２およびカム２３の回転速度、およびロータ２２とカム２３との間の距離に従って設計されている。カム２３は、ロータ２２と協働して回転し、封止ユニット２５の第１部２５１は、カム面２３１の形状に従って封止ユニットをロータ２２に向かって移動するように駆動し、それにより封止部２５の第２部２５２は、周面２２１に連続的に密着する。

凸面２２２が（図６、図９および図１０に示すように）吸気部２１４を封止しない時、ガスが吸気部２１４からチャンバ２１１に入り、凸面２２２が（図８に示すように）吸気部２１４を封止すると、圧縮行程が開始する。圧縮行程中、封止ユニット２５の第２部２５２、凸面２２２およびチャンバ２１１の内面は実質的気密空間を形成し、ロータ２２は連続的に回転して、チャンバ２１１内のガスが所定圧力まで圧縮されるまで、（図８〜図１０に示すように）気密空間が徐々に小さくなるようにし、所定圧力まで圧縮された時点で、排気部２１２の逆止弁２１５が、所定圧力に達した圧縮ガスをチャンバ２１１から放出し（逆止弁が異なると所定圧力も異なる）、圧縮行程中、ロータ２２が連続的に回転すると、凸面２２２の位置が、それが吸気部２１４を完全に覆わなくなるように変化し、それにより、（図９および図１０に示すように）チャンバ２１１内に吸気空間２８が生成され、圧縮されていないガスが吸気部２１４から吸気空間２８に入ることができ、ロータ２２が回転して（図８に示すように）吸気部２１４を再び覆うと、次の圧縮行程が行われる。

本発明のロータ型ポンプ２を、（たとえば、負圧環境または真空状態を形成するために）負圧環境の形成に適用することも可能であり、これは、本発明のロータ型ポンプ２を用いて、「圧縮」および「真空圧力排出」を行うことができることを意味する。吸気部２１４は、負圧環境または真空状態を形成することを目的する空間または装置（図面には示さず）に接続されている。ロータ２２が連続的に回転して圧縮行程を行い、凸面２２２が吸気部２１４を完全に覆わない時、（図９および図１０に示すように）チャンバ２１１内の吸気空間は連続的に増大し、吸気空間２８は、（負圧環境または真空状態を形成することを目的とする空間または装置に対し）負圧状態を形成し、負圧環境または真空状態を形成することを目的とする空間または装置内のガスは、吸気空間２８内に吸収される。（図８に示すように）ロータ２２が回転して吸気部２１４を再び覆うと、負圧環境または真空状態の機能を達成するように、次のガス吸収手順を行う用意ができている。

さらに、図６および図８を参照すると、他の用途では、復帰機構２６は、圧力調整弁２６１およびピストン構造２６２をさらに含むことができ、そこでは、圧力調整弁２６１は配管２１６に接続され、ピストン構造２６２は圧力調整弁２６１および封止ユニット２５に接続され、一時的なガス圧は、ピストン構造２６２を封止ユニット２５とともに移動するよう駆動するように、圧力調整弁２６１によって制御される。さらに、圧力調整弁２６１の制御により、圧縮中に発生する圧縮ガスを用いて、ピストン構造２６２によって必要とされる圧力を維持することができる。圧縮行程中に発生する圧縮ガスが配管２１６に排出された後、ガスの一部は圧力調整弁２６１を通過し、ピストン構造２６２に到達し、それにより、自動ガス圧縮機能を有している。

封止ユニット２５がロータ２２に向かって移動すると、封止ユニット２５は、カム２３によって生成される押力によってシフトし、ピストン構造２６２内のガス圧の関連と協働して、封止ユニット２５の最適に移動する位置が計算される。封止ユニット２５がカム２３に向かって移動すると、ロータ２２およびピストン構造２６２内のガス圧が、封止ユニット２５に対する押力を提供し、さらに、復帰機構２６が、封止ユニット２５およびカム面２３１の従属駆動関係を維持するように、封止ユニット２５をシフトさせる復帰力をさらに提供する。復帰機構２６によって提供されるシフト復帰力により、摩耗を低減し作業効率を向上させるように、封止ユニット２５とロータ２２との間の摩擦力を低減することができる。

図１１は、本発明の第３実施形態によるロータ型ポンプの概略図である。それは、第３実施形態のロータ型ポンプ３が複数（２つ）の圧縮ユニット２０を有しているという点で、第２実施形態のロータ型ポンプ２と異なっている。本実施形態では、圧縮ユニット２０のロータ２２間に位相差がもたらされ、復帰機構２６は圧力調整弁２１６およびピストン構造２６２を有し、復帰機構２６のピストン構造２６２を、同じ圧力調整弁２６１に接続することができ（異なる圧力調整弁に接続してもよい）、圧力調整弁２６１は、ピストン構造２６２に入るガス圧を制御し分散させる。

本実施形態では、圧縮ユニット２０のロータ２２は１８０度の位相差を有しており、たとえば、図１１では、図面の上部のロータ２２は、左側でチャンバ２１１の内壁と接触し、図面の下部の他方のロータ２２は、右側でチャンバ２１１の内壁と接触している。第３実施形態の他の手段の詳細な説明については、第２実施形態の同じ手段の説明を参照するものとし、ここでは繰り返さない。

第２実施形態のロータ型ポンプ２と比較すると、第３実施形態のロータ型ポンプ３は２つの圧縮ユニット２０を有し、圧縮ユニット２０のロータ２２は位相差を有し、それにより、圧縮ユニット２０が時間間隔をおいてガス圧縮行程を終了し、それにより、圧縮ガスをより着実にかつより大量に提供するか、または空間あるいは装置がより効率的に負圧環境または真空状態を達成することができるようにする。当然ながら、第３実施形態のロータ型ポンプ３は、接続されている装置の需要に応じてより多くの圧縮ユニットを有することができる。

本発明のロータ型ポンプでは、ロータの平滑面は、本体のチャンバの内面に密着し、チャンバ内のガスは、回転式に圧縮され、そこでは、本発明のロータはピストンのような往復運動を必要とせず、死点が発生せず、それにより動作が平滑になり、発生する雑音も比較的小さくなる。さらに、本発明のロータ型ポンプは、ロータの表面上に潤滑かつ耐熱カバー層を含むことにより潤滑液を不要にすることができ、高圧縮能力および優れた効率を提供する。

本発明の実施形態を例示し説明したが、当業者によってさまざまな変更および改善を行うことができる。したがって、本発明の実施形態は限定する意味ではなく例示する意味で記載されている。本発明は、例示するような特定の形態に限定されず、本発明の趣旨および範囲を維持するすべての変更が添付の特許請求の範囲で規定されている範囲内にあることが意図されている。

Claims (15)

1. チャンバ、吸気部および排気部を有する本体と、
   前記チャンバ内に軸方向に配置されかつ周面を有するロータであって、前記周面が少なくとも凸面を有し、前記凸面が前記チャンバの内面に密着する、ロータと、
   少なくとも１つのカムであって、各々がカム面を有し、かつ前記ロータと協働して回転する、カムと、
   封止部および少なくとも１つの同期部を有する封止ユニットであって、前記封止部が前記周面と接触し、前記同期部が前記カム面と接触し、前記封止部が前記同期部と同期して移動する、封止ユニットと、
   を備え、
   前記ロータおよび前記カムが回転し、前記同期部が前記対応するカム面に従って移動し、それにより同期して移動する前記封止部が前記周面に連続的に密着し、ガスが前記吸気部から前記チャンバに入り、前記凸面が回転して前記吸気部を封止した後に、前記封止部、前記凸面および前記チャンバの前記内面が、実質的気密空間を形成し、前記回転するロータが、前記チャンバ内の前記ガスを所定圧力に達するまで連続的に圧縮し、前記所定圧力に達した時点で、前記チャンバ内の前記ガスが前記排気部から出るように案内される、ロータ型ポンプ。
2. 前記本体が、前記チャンバの１つの側部に配置された少なくとも１つの収容空間をさらに備え、前記封止部が、前記本体を貫通しかつ前記周面と接触し、前記同期部が、前記本体をそれぞれ貫通しかつ前記カム面とそれぞれ接触する、請求項１に記載のロータ型ポンプ。
3. 前記本体が２つの収容空間を備え、当該ロータ型ポンプが２つのカムおよび２つの同期部を備え、前記収容空間が前記チャンバの２つの側部に配置され、前記封止部が、前記本体を貫通しかつ前記周面と接触し、前記同期部が前記本体をそれぞれ貫通しかつ前記カム面とそれぞれ接触する、請求項１に記載のロータ型ポンプ。
4. 前記ロータおよび前記カムに接続されている回転軸をさらに備える、請求項１に記載のロータ型ポンプ。
5. 前記封止ユニットが、少なくとも１つの直線案内装置をさらに備え、前記直線案内装置がリニア軸受およびガイド軸を備え、前記リニア軸受が、前記回転軸に枢支取付されかつ案内部を有し、前記ガイド軸が、前記封止部の一方の側に配置されかつ前記案内部に従って前記封止部と同期して移動する、請求項４に記載のロータ型ポンプ。
6. 回転速度を上昇させるように、回転のバランスをとるために使用される少なくとも１つの重り要素をさらに備える、請求項４に記載のロータ型ポンプ。
7. 前記排気部が逆止弁および配管を有し、前記逆止弁が前記チャンバと連通し、前記配管が前記逆止弁に接続される、請求項１に記載のロータ型ポンプ。
8. 前記封止ユニットが基部および復帰機構をさらに備え、前記基部が前記封止部および前記同期部に接続され、前記復帰機構が前記基部に接続され、前記復帰機構が、前記封止部が前記周面と連続的にかつ密着して接触するのを可能にする圧力を提供する、請求項１に記載のロータ型ポンプ。
9. 前記本体が、前記排気部と前記吸気部との間に形成された配置開口部をさらに備え、前記カムの軸線が前記チャンバの軸線に平行であり、前記封止ユニットが、前記配置開口部を貫通し、かつ前記ロータと前記カムとの間にあり、前記封止ユニットが、前記カムの前記軸線と前記チャンバの前記軸線の方向とに対して垂直であり、前記封止部および前記同期部が、前記封止ユニットの２つの端部に位置し、前記カムが、前記封止部が前記周面と連続的に密着するように前記同期部を駆動する、請求項１に記載のロータ型ポンプ。
10. 前記排気部が逆止弁および配管を有し、前記逆止弁が前記チャンバと連通し、前記配管が前記逆止弁に接続される、請求項９に記載のロータ型ポンプ。
11. 前記同期部が前記カム面と接触し、前記同期部および前記封止部がＴ字型である、請求項９に記載のロータ型ポンプ。
12. 前記封止部に接続され、かつ前記封止部が前記カムに向かって移動するのを可能にする復帰力を提供するために用いられる復帰機構を有する、少なくとも１つの圧縮ユニットをさらに備える、請求項９に記載のロータ型ポンプ。
13. 前記復帰機構が、圧力調整弁およびピストン構造をさらに備え、前記圧力調整弁が前記排気部に接続され、前記ピストン構造が、前記圧力調整弁に接続されかつ前記封止部とともに移動する、請求項１２に記載のロータ型ポンプ。
14. 少なくとも１つの圧縮ユニットをさらに備え、各圧縮ユニットが、１つのチャンバ、１つの排気部、１つの配置開口部、１つの吸気部、１つのロータ、１つのカムおよび１つの封止ユニットを有する、請求項９に記載のロータ型ポンプ。
15. 複数の圧縮ユニットをさらに備え、前記圧縮ユニットの前記ロータ間に位相差が生成される、請求項１４に記載のロータ型ポンプ。

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