JP2018096337A

JP2018096337A - ルーツブロワ

Info

Publication number: JP2018096337A
Application number: JP2016244146A
Authority: JP
Inventors: 亮知横井; Akitomo Yokoi; 伊藤　義展; Yoshinobu Ito; 義展伊藤
Original assignee: Anlet Co Ltd
Current assignee: Anlet Co Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】酸性ガスもしくは酸性液体の吸排に際して発生する諸問題に対応して長寿命化することができるルーツブロワを提供する。【解決手段】本発明のルーツブロワＢは、軸封部１におけるロータシャフト２の周囲に設けられた内空部３と、内空部３に不活性ガスを流通させるためのガス流通部４を有し、内空部３およびガス流通部４に不活性ガスを流通させることにより、内空部３に滞留したハウジングドレンｄ１を外部に排出可能に構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、酸性ガスもしくは酸性液体の吸排気に際して発生する諸問題に対応して、より長寿命化することができるルーツブロワに関するものである。

従来より、ルーツブロワを構成する材質としてはＦＣ材が広く使用されており、熱膨張が少なく、運転時に本体が発熱しても性能が比較的安定している一方、酢酸もしくは塩酸などの酸性ガスを吸排気する場合、本体が腐食して短時間で使用できなくなるという問題があった。

そして、この耐食性の問題を解決する方法として、接ガス部分にコーティングや溶射処理を施す方法（例えば特許文献１参照）などがあるが、時間経過により、コーティングや溶射の処理面が剥がれてしまい、ＦＣ材の表面が再び露出することで腐食が発生しやすくなるという問題があった。そのため、ルーツブロワの耐食性を強化する手段として、ＳＣＳ１３材を使用して表面に不導態膜を形成し保護する（例えば特許文献２参照）のが一般的であった。

しかし、ＳＣＳ１３材は熱膨張率が大きくクリアランスを大きくしなければならないため性能が安定しないという問題があった。

また、ベアリングおよびギヤについても、酸性ガスもしくは酸性液体が軸封部に浸入通過することでベアリングおよびギヤの潤滑油が劣化し、潤滑性が悪くなり早期に破損するという問題があった。

特開２０１２−２２４９０８号公報特開２０１５−０４０３０７号公報

そこで、本発明の課題は、酸性ガスもしくは酸性液体の吸排気に際して発生する諸問題に対応して長寿命化することができるルーツブロワを提供することにある。

上記課題を解決するものは、軸封部におけるロータシャフトの周囲に設けられた内空部と、該内空部に不活性ガスを流通させるためのガス流通部を有し、前記内空部および前記ガス流通部に不活性ガスを流通させることにより、前記内空部に滞留したハウジングドレンを外部に排出可能に構成されていることを特徴とするルーツブロワである。

前記軸封部はダブルオイルシールを有しており、前記内空部はダブルオイルシールの間に設けられていることが好ましい。前記内空部および前記ガス流通部には、減圧された不活性ガスが導入されるものであることが好ましい。前記ルーツブロワの接ガス部分もしくは接液部分は、ＳＣＳ１１材にて形成されていることが好ましい。前記ルーツブロワのケーシング下部には、ケーシングドレン回収通路およびケーシングドレン排出口が設けられていることが好ましい。

請求項１に記載したルーツブロワによれば、軸封部に侵入したハウジングドレンを除去することができるため、酸性ガスもしくは酸性液体が軸封部に浸入通過し、さらにベアリングおよびギヤの潤滑油内に侵入して潤滑油を劣化させ、潤滑性を悪化させて早期に破損させることを防止することができ、ルーツブロワをより長寿命化することができる。
請求項２に記載したルーツブロワによれば、不活性ガスがダブルオイルシールの間に設けられた内空部に導入されるため、ケーシング内へのハウジングドレンを含んだ不活性ガスの漏れがより少なくなり、酸性ガスもしくは酸性液体との混合を防止することができると共に、ハウジングドレンを含んだ不活性ガスのベアリングやギヤへの侵入もより抑制することができる。
請求項３に記載したルーツブロワによれば、内空部およびガス流通部が負圧になることで不活性ガスのケーシング内への漏れおよびベアリングやギヤへの侵入を極力抑えることができる。
請求項４に記載したルーツブロワによれば、運転性能を低下させることなく、接ガス部品もしくは接液部品の耐食性を向上させることができる。
請求項５に記載したルーツブロワによれば、吸込口より吸引した酸性液体および一部の酸性ガスが凝縮して発生したケーシングドレンをケーシングドレン回収通路を介してケーシングドレン排出口から排出させることができる。
請求項６に記載したルーツブロワによれば、大気に比して酸化作用が少ないため、内空部やガス流通部の劣化がより抑制される。

本発明のルーツブロワの一実施例の断面側面図であり、酸性ガスもしくは酸性液体の通過経路を説明するための説明図である。図１に示したルーツブロワの一部切欠正面図である。図２のＡ−Ａ’線断面図であり、不活性ガス導入ボール弁からの窒素ガスあるいは大気導入経路を説明するための断面側面図である図１に示したルーツブロワにおける軸封部分の一部切欠拡大正面図である。図１に示したルーツブロワにおけるカラーの一部切欠拡大側面図である。

本発明では、軸封部１におけるロータシャフト２の周囲に設けられた内空部３と、内空部３に不活性ガスを流通させるためのガス流通部４を有し、内空部３およびガス流通部４に不活性ガスを流通させることにより、内空部３に滞留したハウジングドレンｄ１を外部に排出可能に構成されていることで、軸封部１に侵入したハウジングドレンｄ１を除去することができ、酸性ガスもしくは酸性液体が軸封部１に浸入通過し、さらにベアリング５およびギヤ６の潤滑油内に侵入して潤滑油を劣化させ、潤滑性を悪化させて早期に破損させることを防止することができ、より長寿命化することができるルーツブロワＢを実現した。

本発明のルーツブロワの一実施例を図１ないし図５に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例のルーツブロワＢは、図３または図４に示すように、軸封部１におけるロータシャフト２の周囲に設けられた内空部３と、内空部３に不活性ガスを流通させるためのガス流通部４を有し、内空部３およびガス流通部４に不活性ガスを流通させることにより、内空部３に滞留したハウジングドレンｄ１を外部に排出可能に構成されている。以下、構成について順次詳述する。

この実施例のルーツブロワＢは、図１または図２に示すように、吸込口７と吐出口８が形成されたケーシング９内に収められた一対の３葉式ルーツロータ１０，１１を回転させることにより吸込口７から吸入した酸性ガスなどの気体もしくは酸性液体などの液体を吐出口８から排出するように構成されている。

ルーツブロワＢは、図２に示すように、ケーシング９の両側にハウジング１２，１３が設けられ、ハウジング１２，１３内にそれぞれ設けられたベアリング５により、一対の３葉式ルーツロータ１０，１１のロータシャフト２が回転可能に支持されている。そして、図２に示すように、ロータシャフト２の一端側には、ギヤ（タイミングギヤ）６が取り付けられており、ロータシャフト２の他端側には、Ｖ溝形のプーリ１４が取り付けられている。

内空部３は、ハウジング１２，１３内の軸封部１内にそれぞれ設けられ、ハウジングドレンｄ１を滞留させるための部位であり、図２ないし図４に示すように、軸封部１におけるロータシャフト２の周囲に環状に設けられている。具体的には、この実施例の内空部３は、図４に示すように、カラー１５とロータシャフト２のシャフトスリーブ１６との間に設けられている。

ガス流通部４は、内空部３に外部より不活性ガスを流通させるための部位であり、図３に示すように、ハウジング１２，１３にそれぞれ設けられ、窒素ガスあるいは大気などの不活性ガスを導入するための不活性ガス導入用ボール弁１７と、上部水平連通穴１８、下部水平連通穴１９、直立連通穴２０およびハウジングドレン排出用ボール弁２１とを有している。

上部水平連通穴１８、下部水平連通穴１９または直立連通穴２０の連通穴は、少なくともφ１０より大きな径が好ましく、上部水平連通穴１８または下部水平連通穴１９はルーツブロワＢの本体正面側から伸長し、少なくとも内空部３の上下外方にそれぞれ位置し、直立連通穴２０と気密に連通している。直立連通穴２０は閉止プラグ２２で一端側が閉止される一方、他端側（内側の内空部３を構成するカラー１５側）は、図５に示すように、カラー１５の上下にそれぞれ設けられたカラー連通穴２３により内空部３と気密に連通している。

そして、ルーツブロワＢは、内空部３およびガス流通部４に不活性ガスを流通させることにより、内空部３に滞留したハウジングドレンｄ１を外部に排出可能に構成されている。具体的には、本体正面側に設置した２箇所の不活性ガス導入用ボール弁１７から導入した窒素ガスあるいは大気などの不活性ガスにより内空部３が加圧され、ケーシング９から浸入したハウジングドレンｄ１をその加圧作用により、下部の直立連通穴２０および下部水平連通穴１９へ導き、ハウジングドレン排出用ボール弁２１にて回収可能に構成されている。これにより、潤滑油へのハウジングドレンｄ１の浸入を防ぐことができ、軸封部１の著しい寿命低下を防ぐことができる。

なお、内空部３およびガス流通部４には、外気に比して減圧された不活性ガスが導入されることが好ましい。これにより、内空部３およびガス流通部４内が負圧となり、不活性ガスのケーシング９内への漏れおよびベアリング５やギヤ６への侵入を極力抑えることができる。また、不活性ガスは窒素であることが好ましく、これにより、窒素は空気に比して酸化作用が少ないため、内空部３やガス流通部４の劣化をより防止することができる。

さらに、軸封部１は、図４に示すように、ダブルオイルシール２４，２５を有しており、内空部３はこれらダブルオイルシール２４，２５の間に設けられていることが好ましい。これにより、不活性ガスがダブルオイルシール２４，２５の間に設けられた内空部３に導入されるため、ケーシング９内へのハウジングドレンｄ１を含んだ不活性ガスの漏れがより少なくなり、酸性ガスもしくは酸性液体との混合もより防止することができると共に、ハウジングドレンｄ１を含んだ不活性ガスのベアリング５やギヤ６への侵入をより抑制することができるように構成されている。

さらに、この実施例のルーツブロワＢの接ガス部分もしくは接液部分は、ＳＣＳ１１（ＪＩＳ規格）材にて形成されている。これにより、運転性能を低下させることなく、接ガス部品もしくは接液部品の耐食性を向上させることができる。具体的には、この実施例のルーツブロワＢのロータシャフト２、ケーシング９およびハウジング１２，１３はＳＣＳ１１材にて形成されている。

酸性ガスもしくは酸性液体１はルーツブロワＢの吸込口７より吸引され、接ガス部分である３葉式ルーツロータ１０，１１、ロータシャフト２、ケーシング９、ハウジング１２，１３が時間経過により腐食する。特に、３葉式ルーツロータ１０，１１は運転時に回転するため、酸性ガスもしくは酸性液体との接触回数が多く腐食しやすい。本発明のルーツブロワＢは接ガス部分または接液部分にＳＣＳ１１材を使用しているため、酸性ガスもしくは酸性液体を吸込口７より吸引しても、接ガス部品または接液部品の表面に不導態膜を形成し腐食しにくくなる。また、ＳＣＳ１１材の熱膨張率は１２．９×１０^−６１／Ｋであり、ＳＣＳ１３材の１７．３×１０^−６ｌ／Ｋと比較すると小さく、ＦＣ材の１２．０×１０^−６ｌ／Ｋに近い値であるため、運転時におけるルーツブロワＢの発熱による熱膨張は小さく性能も安定している。また、ＳＣＳ１１材の引張強さは５９０Ｎ／ｍｍ^２であり、ＦＣ材の２００Ｎ／ｍｍ^２よりも大きく、熱膨張率及び引張強さから、ルーツブロワに適する材料として利用可能である（材料特性比較表１参照）。

さらに、図１に示すように、ルーツブロワＢのケーシング９の下部には、ケーシングドレン回収通路２６およびケーシングドレン排出口２７が設けられている。これらにより、吸込口より吸引した酸性液体および一部の酸性ガスが凝縮して発生したケーシングドレンｄ２をケーシングドレン回収通路２６を介してケーシングドレン排出口２７から排出させることができるよう構成されている。

つぎに、本発明のルーツブロワＢの特徴的作用効果について説明する。
吸込口７より吸引した酸性ガスもしくは酸性液体の一部は軸封部１へ浸入し、カラー１５とシャフトスリーブ１６の間に設けられた内空部３にハウジングドレンｄ１として滞留する。内空部３は不活性ガス導入用ボール弁１７より導入した窒素ガスあるいは大気などの不活性ガスにより加圧あるいは減圧され、滞留したハウジングドレンｄ１は直立連通穴２０および下部水平連通穴１９を通りハウジングドレン排出用ボール弁２１より回収される。これにより、軸封部１に侵入したハウジングドレンｄ１を除去することができるため、酸性ガスもしくは酸性液体が軸封部１に浸入通過し、さらにベアリング５およびギヤ６の潤滑油内に侵入して潤滑油を劣化させ、潤滑性を悪化させて早期に破損させることが防止される。
また、ルーツブロワＢを運転した際に吸引された酸性ガスもしくは酸性液体が、接ガス部品もしくは接液部品である３葉式ルーツロータ１０，１１、ロータシャフト２、ケーシング９またはハウジング１２，１３と接触し、ケーシング９内で凝縮した液体がケーシングドレンｄ２として、ケーシング９の下部にあるケーシングドレン回収通路２６を通り、休憩時または終業時、その他適時にルーツブロワＢの運転が停止された際に、ケーシングドレン排出口２７から回収される。
さらに、ルーツブロワＢの接ガス部分もしくは接液部分は、低熱膨張性かつ耐食性の両方を満足するＳＣＳ１１材が使用されているため、運転性能を低下させることなく、接ガス部品もしくは接液部品の耐食性を向上させている。
ルーツブロワＢは、以上の構成および作用により、酸性ガスもしくは酸性液体の吸排に際して発生する諸問題に対応しており長寿命化が図られている。

Ｂルーツブロワ
１軸封部
２ロータシャフト
３内空部
４ガス流通部
５ベアリング
６ギヤ
７吸込口
８吐出口
９ケーシング
１０３葉式ルーツロータ
１１３葉式ルーツロータ
１２ハウジンク
１３ハウジング
１４プーリ
１５カラー
１６シャフトスリーブ
１７不活性ガス導入用ボール弁
１８上部水平連通穴
１９下部水平連通穴
２０直立連通穴
２１ハウジングドレン排出用ボール弁
２２閉止プラグ
２３カラー連通穴
２４ダブルオイルシール
２５ダブルオイルシール
２６ケーシングドレン回収通路
２７ケーシングドレン排出口

Claims

軸封部におけるロータシャフトの周囲に設けられた内空部と、該内空部に不活性ガスを流通させるためのガス流通部を有し、前記内空部および前記ガス流通部に不活性ガスを流通させることにより、前記内空部に滞留したハウジングドレンを外部に排出可能に構成されていることを特徴とするルーツブロワ。
前記軸封部はダブルオイルシールを有しており、前記内空部はダブルオイルシールの間に設けられている請求項１に記載のルーツブロワ。
前記内空部および前記ガス流通部には、減圧された不活性ガスが導入されるものである請求項１または２に記載のルーツブロワ。
前記ルーツブロワの接ガス部分もしくは接液部分は、ＳＣＳ１１材にて形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のルーツブロワ。
前記ルーツブロワのケーシング下部には、ケーシングドレン回収通路およびケーシングドレン排出口が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載のルーツブロワ。
前記不活性ガスは窒素である請求項１ないし５のいずれかに記載のルーツブロワ。