JP2534146Y2 - ルーツポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はルーツポンプに関する。

〔従来の技術〕

ルーツポンプにおいてロータとハウジング周壁間に閉
鎖空間が形成された時に、この閉鎖空間と吐出口外部と
を連通路を介して互いに連通せしめることにより吐出口
外部内の高圧気体を閉鎖空間内へ流入せしめ、閉鎖空間
内の気体を昇圧せしめた後に吐出口が閉鎖空間に開口す
る逆流防止装置を備えたルーツポンプが公知である（実
開昭62-101086公報参照）。このルーツポンプでは吐出
口がロータによって形成される閉鎖空間に完全に開口す
る前にあらかじめ、吐出口外部内の高圧気体を閉鎖空間
内に逆流入させることによって、吐出口が閉鎖空間に開
口した時に吐出口外部からの逆流が比較的緩やかとな
り、従って逆流が原因で発生する騒音や振動を低減する
ようにしていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながらこのルーツポンプではハウジング内の閉
鎖空間と吐出口外部とが連通路を介して互いに連通され
た際に、高圧をなす吐出口外部内の気体が閉鎖空間内に
向けてかなり急激に逆流入するため、ロータが衝撃を受
けて騒音が発生し、従って騒音低減効果が不十分である
という問題がある。さらに、連通路を開閉制御するため
の弁装置等をハウジング外部に設けることが必要であ
り、従って構造が複雑になるという問題がある。更に、
ルーツポンプから一旦吐出された高圧ガスを再びルーツ
ポンプ内に逆流させるとそれだけ効率が低下し、斯くし
て上述のルーツポンプでは高い効率を得ることができな
い。

〔課題を解決するための手段〕

前記問題点を解決するために本考案によれば、互いに
噛合しつつ互いに反対方向に回転する一対の複葉状ロー
タをハウジング内に配置し、これら一対のロータの回転
軸線を含む平面の一側においてハウジング周壁面上に気
体吸入口を形成し、ロータの回転に伴いハウジング周壁
面とロータ間に形成される第２の閉鎖空間内を気体吸入
口から吸入された気体によって満たし、次いでロータの
回転に伴い、第２閉鎖空間が一対のロータとハウジング
周壁面間に形成される第１の閉鎖空間に移行し、第１閉
鎖空間の容積がロータの回転に伴い減少すると共に第１
閉鎖空間を満たしている気体がハウジングに形成された
気体吐出口から吐出せしめられるルーツポンプにおい
て、気体吐出口をハウジングの平坦な軸方向端面上に形
成すると共に、一方のロータの平坦な軸方向端面上に、
ハウジングの前述の平坦な軸方向端面と接触しつつ回転
して気体吐出口を開閉制御する遮蔽板を固定し、遮蔽板
を具えたロータとハウジング周壁間に形成される第２閉
鎖空間と第１閉鎖空間とを連通路を介して互いに連通せ
しめ、ロータの回転に伴い第１閉鎖空間の容積が減少し
た後に遮蔽板が気体吐出口を開口せしめて第１閉鎖空間
および第２閉鎖空間内で圧縮された気体を気体吐出口か
ら吐出させるようにしている。

〔作用〕

気体吸入口からハウジング内に吸入された気体が連通
路によって互いに連通せしめられた第１閉鎖空間と第２
閉鎖空間の内部に閉じ込められ、ロータの回転に伴い第
１閉鎖空間の容積が減少することにより第１閉鎖空間お
よび第２閉鎖空間内の気体の圧力が上昇した後に、遮蔽
板が気体吐出口を開口せしめて気体が気体吐出口外部へ
吐出される。

〔実施例〕

第１図を参照すると、１はハウジング、2,3は一対の
双葉状ロータ、４は吸入口、５は吐出口を夫々示す。一
対のロータ2,3は互いに90度の位相差をもち、微少クリ
アランスをもって噛合しつつ矢印で示されるように互い
に逆方向に回転するようにハウジング１内に配置され
る。即ち、一方のロータ２の回転軸６の端部にプーリ８
が固定され、プーリ８はベルト（図示しない）を介して
例えば内燃機関のクランク軸に連結され、ロータ２の回
転軸６とロータ３の回転軸７には互いに噛合する歯車9,
10が夫々固定される。また吸入口４がハウジング１の周
壁面に形成され、吐出口５がハウジング１の平坦な軸方
向端面上に形成される。一方、ロータ２の平坦な軸方向
端面上には遮蔽板11が固定される。この遮蔽板11は一部
が切欠かれた円板形状をなし（第２図参照）、ロータ２
の回転に伴いハウジング１の前述の平坦な軸方向端面と
接触しつつ回転して吐出口５を開閉制御する。ハウジン
グ１内には、吸入口４と反対側に位置するハウジング１
の周壁および一対のロータ2,3とにより第１の閉鎖空間1
2が形成され、また遮蔽板11を備えたロータ２およびハ
ウジング１の周壁間に第２の閉鎖空間13が形成される。
これら第１閉鎖空間12と第２閉鎖空間13は連通路14を介
して互いに連通せしめられる。なお第３図に示すよう
に、連通路14をハウジング１の周壁面上に形成した凹溝
により形成する代りに、ハウジング１の周壁を外方に膨
出させて第１閉鎖空間12と第２閉鎖空間13とを連通せし
めることもできる。また第１図においてロータ2,3の双
葉状部分は軸方向に直線状に延びているが、ロータ2,3
の全体を軸方向においてねじられた形状に形成すること
もできる。

次に第４図から第６図を参照して本考案によるルーツ
ポンプの一実施例の作動について説明する。

第４図は、一対のロータ2,3の回転に伴うルーツポン
プの作動状態の推移を示す。第４図（ａ）において、吸
入口４からハウジング１内に吸入された気体が、連通路
14を介して互いに連通している第１閉鎖空間12および第
２閉鎖空間13の内部に閉じ込められている。一対のロー
タ2,3が矢印の方向へ回転するにつれて第１閉鎖空間12
の容積が減少し、斯くして第１閉鎖空間12および第２閉
鎖空間13内の気体が圧縮される。次いでこの圧縮作用が
進んだ後、第４図（ｂ）の状態において遮蔽板11が吐出
口５を開口させ始める。このとき吐出口５外部の圧力が
高い場合には吐出口５外部の気体が第２閉鎖空間13内に
わずかに逆流する。第４図（ｂ）から第４図（ｃ）へ移
行する間に第１閉鎖空間12と第２閉鎖空間13とは併合せ
しめられ、この併合空間、即ち新たな第１閉鎖空間12b
の容積はロータ2,3が回転するにつれて、第１閉鎖空間1
2と第２閉鎖空間13とが互いに連通せしめられていると
きに比べて更に減少し続ける。その結果、吐出口５外部
からの逆流は停止し、併合空間12b内部において圧縮さ
れた気体が吐出口５の外部へ吐出される。次いで第４図
（ｄ）にて吐出作用を終了する。第４図（ｄ）の状態に
おいて、併合空間12b内部には吐出圧とほぼ等しい圧力
の高圧気体が残留しており、また、ロータ３およびハウ
ジング１周壁間に形成された閉鎖空間15bと新たに形成
された第２閉鎖空間13との内部には、吸入口４から吸入
された吸入口圧力を有する気体が充填されている。従っ
て、第４図（ｅ）の状態に移行する間に、併合空間12b
と閉鎖空間15bとが併合されて新たに第１閉鎖空間12が
形成されると共に、第２閉鎖空間13に連通路14を介して
連通せしめられるがこのとき、併合空間12b内に残留し
ていた高圧気体が第１閉鎖空間12および第２閉鎖空間13
内に流入し、斯くして、これら閉鎖空間12,13内の圧力
が上昇せしめられる。

第５図は、ロータ2,3の回転角と第１閉鎖空間12およ
び第２閉鎖空間13の容積との関係を示している。第５図
において１点鎖線は第１閉鎖空間12の容積、破線は第２
閉鎖空間13の容積、実線は第１閉鎖空間12と第２閉鎖空
間13とを合わせた容積を夫々表わしている。また第６図
は、第１閉鎖空間12と第２閉鎖空間13とを合わせた閉鎖
空間内の気体圧力のロータ回転角に対する関係を示して
いる。前述のように、第４図（ｄ）の状態において併合
空間12b内に残留している高圧の気体が、第４図（ｅ）
の状態に移行する間に第１閉鎖空間12および第２閉鎖空
間13に分配流入されるので、この内部逆流期間中に、第
１閉鎖空間12および第２閉鎖空間13内の気体の圧力は吸
入口圧力から吐出圧レベルへ向けて約20％上昇せしめら
れる。次いで一対のロータ2,3が回転するにつれて第１
閉鎖空間12の容積が減少するのでハウジング内の気体が
圧縮され、この内部圧縮期間中に、第１閉鎖空間12およ
び第２閉鎖空間13内の気体の圧力は、吐出圧レベルに向
けて更に約40％徐々に昇圧せしめられる。従って第４図
（ｂ）において吐出口５外部への吐出が開始される時、
第１および第２閉鎖空間12,13内の気体の圧力は吐出圧
レベルの約60％まで達しているので、吐出口５から閉鎖
空間内への気体の逆流は逆流したとしても緩やかとなり
且つその逆流量は極めて少ない。従って、ルーツポンプ
の効率が上がると共に、逆流が原因で発生する騒音や振
動の発生を防止することができる。

なお、ハウジング１の軸方向端面上に形成される吐出
口５の位置、形状および大きさは協働する遮蔽板11の形
状と関連させて変更可能であり、たとえば第７図に示す
ような吐出口５および遮蔽板11を採用することもでき
る。第７図においてロータ２による吸入口４からの気体
の吸入が完了した時のロータ回転角を０°として、吐出
口５はロータ回転角がほぼ90°の時にハウジング１内に
開口し始めると共にロータ回転角がほぼ180°の時に開
口を終了し、かつ回転軸６の近傍からハウジング１の軸
方向端面の外周円まで半径方向に延びている。

またロータ2,3として三葉状或いは四葉状のような多
葉状のロータを使用することもできる。

〔考案の効果〕

連通路によって互いに連通された第１閉鎖空間と第２
閉鎖空間の容積が減少した後に遮蔽板が気体吐出口を開
口せしめるので、気体吐出口の開口前に閉鎖空間内の気
体が内部圧縮により昇圧せしめられ、従って気体吐出口
からルーツポンプ内への逆流がほとんどなく、もし逆流
したとしてもその逆流量は極めて少ないので、ルーツポ
ンプの効率を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はルーツポンプの側面断面図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ線に沿ってみた断面図、
第２図（ａ）は一方のロータに固定された遮蔽板を示す
正面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）に示された遮蔽板
の側面図、第３図は第１閉鎖空間と第２閉鎖空間とを連
通せしめられるように形成されたハウジングの別の実施
例を示す側面断面図、第４図は一対のロータの回転に伴
うルーツポンプの作動状態の推移を示す側面断面図、第
５図はロータ回転角と第１閉鎖空間および第２閉鎖空間
の容積との関係を示す線図、第６図はロータ回転角と第
１閉鎖空間および第２閉鎖空間内の気体圧力との関係を
示す線図、第７図は吐出口および遮蔽板の配置と形状を
変えた本考案の更に別の実施例を示す側面断面図であ
る。 １……ハウジング、２……ロータ、３……ロータ、４…
…吸入口、５……吐出口、11……遮蔽板、12……第１の
閉鎖空間、13……第２の閉鎖空間、14……連通路。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに噛合しつつ互いに反対方向に回転す
   る一対の複葉状ロータをハウジング内に配置し、これら
   一対のロータの回転軸線を含む平面の一側においてハウ
   ジング周壁面上に気体吸入口を形成し、ロータの回転に
   伴いハウジング周壁面とロータ間に形成される第２の閉
   鎖空間内を気体吸入口から吸入された気体によって満た
   し、次いでロータの回転に伴い、該第２閉鎖空間が一対
   のロータとハウジング周壁面間に形成される第１の閉鎖
   空間に移行し、該第１閉鎖空間の容積がロータの回転に
   伴い減少すると共に第１閉鎖空間を満たしている気体が
   ハウジングに形成された気体吐出口から吐出せしめられ
   るルーツポンプにおいて、前記気体吐出口をハウジング
   の平坦な軸方向端面上に形成すると共に、一方のロータ
   の平坦な軸方向端面上に、ハウジングの前記平坦な軸方
   向端面と接触しつつ回転して気体吐出口を開閉制御する
   遮蔽板を固定し、遮蔽板を具えたロータとハウジング周
   壁間に形成される前記第２閉鎖空間と前記第１閉鎖空間
   とを連通路を介して互いに連通せしめ、ロータの回転に
   伴い第１閉鎖空間の容積が減少した後に遮蔽板が気体吐
   出口を開口せしめて第１閉鎖空間および第２閉鎖空間内
   で圧縮された気体を気体吐出口から吐出させるようにし
   たルーツポンプ。