JP3369453B2 - Compressed air generator - Google Patents

Compressed air generator

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JP3369453B2
JP3369453B2 JP34956597A JP34956597A JP3369453B2 JP 3369453 B2 JP3369453 B2 JP 3369453B2 JP 34956597 A JP34956597 A JP 34956597A JP 34956597 A JP34956597 A JP 34956597A JP 3369453 B2 JP3369453 B2 JP 3369453B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーシング内で羽
根車を回転して、羽根車の回転中心側に取り込まれた空
気を羽根車の外周側から圧縮空気として取り出すように
した圧縮空気発生装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compressed air generator for rotating an impeller in a casing so that air taken into the center of rotation of the impeller is taken out as compressed air from the outer peripheral side of the impeller. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】現在の製造業において、空気を圧縮した
動力源は、後処理をほとんど必要としないので、貴重な
動力源の一つである。圧縮空気の使用目的は多岐にわた
り、吹き付け、吹き飛ばし、膨張、粉砕、冷却などがあ
る。
2. Description of the Related Art In the present manufacturing industry, an air-compressed power source is one of valuable power sources because it requires almost no post-treatment. There are various purposes of using compressed air, such as blowing, blowing, expanding, crushing, and cooling.

【0003】圧縮空気を作り出すためには、非常に多く
の電力を消費するので、わずかな効率アップができた場
合には、その省エネルギーは莫大なものがある。
Since a large amount of electric power is consumed to produce compressed air, if the efficiency can be slightly increased, the energy saving is enormous.

【0004】従来、気体を圧縮する方法には、容量圧縮
方式とターボ方式がある。容量圧縮方式の場合には、レ
シプロ型とスクリュー型が主流である。容量圧縮方式に
あっては、文字の示す通り、密閉された空間を締めるこ
とにより、圧縮空気を得ようとするもので、一般的な空
気の圧縮方法である。
Conventionally, there are a capacity compression method and a turbo method as a method for compressing gas. In the case of the volume compression method, the reciprocating type and the screw type are mainstream. In the capacity compression method, as indicated by the letters, compressed air is obtained by tightening the sealed space, which is a general air compression method.

【0005】ターボ方式の場合には、渦巻き状の羽根車
を超高速(4万回転)で回転させ、羽根車の回転方向の
羽根面上で、空気の慣性荷重を利用して、圧縮空気を発
生するようにしている。このとき、作られた圧縮空気は
円周方向に大きな運動エネルギーをもっているので、羽
根車から押し出されたとき、羽根車のケース等に衝突す
ることによっても空気は圧縮される。空気の圧縮は、具
体的には、図11に示すように、数枚の羽根により、羽
根面上で空気を強打する打撃圧縮と運動エネルギーによ
る衝突圧縮である。
In the case of the turbo system, a spiral impeller is rotated at an ultrahigh speed (40,000 rotations), and compressed air is generated on the blade surface in the rotation direction of the impeller by utilizing the inertial load of air. I'm trying to happen. At this time, the generated compressed air has a large kinetic energy in the circumferential direction, so that when the compressed air is pushed out from the impeller, the air is also compressed by colliding with the case of the impeller or the like. Specifically, the compression of air is, as shown in FIG. 11, hitting compression in which air is swept on the blade surface by several blades and collision compression by kinetic energy.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の圧縮空気発生装置では、容量圧縮方式のもの
では、一般に多く使用されているスクリュー型にあって
は、シールにオイルが使用される場合に、圧縮空気中へ
のオイルの混入、オイルの管理、低負荷の時の消費電力
の増大、再起動に時間を要するなどの問題点があげられ
る。またオイルが使用されない場合には、ローター間の
シール効率および、毎分1万回転を越えるような超高速
回転が必要となる。
However, in such a conventional compressed air generator of the volume compression type, in the screw type which is generally used, oil is used for the seal. In addition, there are problems such as mixing of oil into compressed air, management of oil, increase of power consumption at low load, and time required for restart. If oil is not used, sealing efficiency between rotors and ultra high speed rotation exceeding 10,000 rpm are required.

【0007】一方、ターボ方式のコンプレッサにおける
空気圧縮の動作は、羽根面上で圧縮行程を均一化にする
ことが難しく、多くの風量を流すことで圧縮行程におけ
る氾流、乱流、逆流、それらの振動、共振を避けてい
る。すなわち、羽根車に超高速回転を与える必要がある
こと、中風量以下の領域にあってはサージング現象(乱
流、逆流、それらの振動、共振)を発生して圧縮作用が
不安定となり制御が困難となり、実用上の問題点があ
る。また、圧縮行程においては機能上、80,000G
以上の加速度で空気をたたきつける関係から構造上に高
価なものになっている。さらに、このターボ方式のもの
では、上記のような理由から小型化が困難であり、大型
のものだけが市場に存在している。
On the other hand, in the operation of air compression in a turbo compressor, it is difficult to make the compression process uniform on the blade surface, and a large amount of air flow causes the flow of turbulent flow, turbulent flow, back flow, etc. in the compression process. Avoid vibration and resonance. That is, it is necessary to give the impeller an ultra-high speed rotation, and in a region below the medium air volume, a surging phenomenon (turbulent flow, reverse flow, vibrations thereof, resonance) occurs and the compression action becomes unstable and control becomes difficult. It becomes difficult and there are practical problems. Also, in the compression stroke, it is functionally 80,000G.
The structure is expensive due to the fact that the air is hit with the above acceleration. Further, with the turbo type, it is difficult to reduce the size for the reasons described above, and only the large type exists in the market.

【0008】一般的に、圧縮空気発生装置としては、小
容量から大容量のものに適用することができ、高効率で
運転することができ、運転や保守が容易で、清浄な圧縮
空気を簡単に発生することができ、また、汎用モーター
のもつ回転数と、製作が容易なものが望まれている。
Generally, the compressed air generator can be applied from a small capacity to a large capacity, can be operated with high efficiency, is easy to operate and maintain, and can produce clean compressed air easily. In addition, it is desired that a general-purpose motor has a rotation speed and is easy to manufacture.

【0009】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、製作が容易な複数の細管気道を用
い、回転体内に生ずる遠心力による加速度を利用するこ
とにより、各々の細管気道内での空気の圧縮工程を均一
にかつ安定にし、サージング現象の発生を防止すること
ができ、オイルなどの消耗材料が不要で運転コストを低
減するとともに、構造が簡単で製作コストを低減するこ
とができる圧縮空気発生装置を提供することを目的とし
ている。
The present invention has been made by paying attention to such conventional problems, and uses a plurality of thin tube airways which are easy to manufacture, and utilizes the acceleration due to the centrifugal force generated in the rotating body to make each Uniform and stable compression process of air in the narrow airway can prevent the occurrence of surging phenomenon, consumable materials such as oil are not required and operating cost is reduced, and the structure is simple and manufacturing cost is reduced. It is an object of the present invention to provide a compressed air generating device that can be used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存す
る。 [1]ケーシング(20)内で羽根車(30)を回転し
て、羽根車(30)の回転中心側に取り込まれた空気を
羽根車(30)の外周側から圧縮空気として取り出すよ
うにした圧縮空気発生装置において、前記羽根車(3
0)は、内周面(37)、外周面(38)、側面板およ
び、細管気道(33)を有し、前記内周面(37)は、
羽根車(30)の回転中心周りに形成されていて、円周
方向へほぼ等間隔に位置する気道入口(32)を有して
おり、前記外周面(38)は、羽根車(30)の外周面
(38)を構成していて、前記気道入口(32)に対応
する気道出口(34)を有しており、前記側面板は、羽
根車(30)の両側面を構成しており、前記細管気道
(33)は、前記気道入口(32)と前記気道出口(3
4)とに連通していて、羽根車(30)の回転中心を同
心にして螺旋状に延びていることを特徴とする圧縮空気
発生装置。
The gist of the present invention for solving the above problems resides in the inventions of the following items. [1] The impeller (30) is rotated in the casing (20) so that the air taken into the rotation center side of the impeller (30) is taken out as compressed air from the outer peripheral side of the impeller (30). In the compressed air generator, the impeller (3
0) has an inner peripheral surface (37), an outer peripheral surface (38), a side plate, and a capillary airway (33), and the inner peripheral surface (37) is
It is formed around the center of rotation of the impeller (30) and has airway inlets (32) located at equal intervals in the circumferential direction, and the outer peripheral surface (38) of the impeller (30) is It constitutes an outer peripheral surface (38) and has an airway outlet (34) corresponding to the airway inlet (32), and the side plates constitute both side surfaces of the impeller (30), The capillary airway (33) is connected to the airway inlet (32) and the airway outlet (3).
4) The compressed air generating device, which is in communication with 4) and extends spirally with the rotation center of the impeller (30) being concentric.

【0011】[2]ケーシング(20)内で羽根車(3
0)を回転して、羽根車(30)の回転中心側に取り込
まれた空気を羽根車(30)の外周側から圧縮空気とし
て取り出すようにした圧縮空気発生装置において、前記
羽根車(30)は、内周面(37)、外周面(38)、
側面板および、細管気道(33)を有し、前記内周面
(37)は、羽根車(30)の回転中心周りに形成され
ていて、円周方向へほぼ等間隔に、かつ、羽根車(3
0)の回転軸方向と平行な方向にほぼ等間隔に位置する
複数の気道入口(32)を有しており、前記外周面(3
8)は、羽根車(30)の外周面(38)を構成してい
て、前記各々の気道入口(32)に対応する気道出口
(34)を複数有しており、前記側面板は、羽根車(3
0)の両側面を構成しており、前記細管気道(33)
は、前記対応する気道入口(32)と気道出口(34)
とに連通していて、羽根車(30)の回転中心を同心に
して螺旋状に延びていることを特徴とする圧縮空気発生
装置。
[2] The impeller (3) in the casing (20)
0) is rotated so that the air taken into the rotation center side of the impeller (30) is taken out as compressed air from the outer peripheral side of the impeller (30). Is an inner peripheral surface (37), an outer peripheral surface (38),
It has a side plate and a narrow tube airway (33), and the inner peripheral surface (37) is formed around the center of rotation of the impeller (30) and is arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction, and the impeller. (3
0) has a plurality of airway inlets (32) located at substantially equal intervals in a direction parallel to the rotation axis direction of the outer peripheral surface (3).
8) constitutes the outer peripheral surface (38) of the impeller (30) and has a plurality of airway outlets (34) corresponding to the respective airway inlets (32), and the side plate is a blade. Car (3
0) which constitutes both side surfaces of the tubular airway (33).
Is the corresponding airway inlet (32) and airway outlet (34)
A compressed air generating device, which is in communication with and is spirally extended with the rotation center of the impeller (30) being concentric.

【0012】[3]ケーシング(20)内で羽根車(3
0)を回転して、羽根車(30)の回転中心側に取り込
まれた空気を羽根車(30)の外周側から圧縮空気とし
て取り出すようにした圧縮空気発生装置において、前記
羽根車(30)は、内周面(37)、外周面(38)、
側面板および、気道を有し、前記内周面(37)は、羽
根車(30)の回転中心周りに形成されていて、円周方
向へほぼ等間隔に位置する気道入口(315)を有して
おり、前記外周面(38)は、羽根車(30)の外周面
(38)を構成していて、前記気道入口(315)に対
応する気道出口(316)を有しており、前記側面板
は、羽根車(30)の両側面を構成しており、前記気道
は、前記気道入口(315)と前記気道出口(316)
とに連通していて、前室(310)、後室(311)お
よび細管気道束を有しており、前記前室(310)は、
前記気道の前記気道入口(315)側に配されており、
前記後室は、前記気道の前記気道出口(316)側に配
されており、前記細管気道束は、複数の細管気道(3
3)から成り、前記各細管気道(33)は、前記前室
(310)と前記後室(311)とに連通していて、羽
根車(30)の回転中心を同心にして螺旋状にそれぞれ
延びていることを特徴とする圧縮空気発生装置。
[3] The impeller (3
0) is rotated so that the air taken into the rotation center side of the impeller (30) is taken out as compressed air from the outer peripheral side of the impeller (30). Is an inner peripheral surface (37), an outer peripheral surface (38),
It has a side plate and an airway, and the inner peripheral surface (37) is formed around the center of rotation of the impeller (30) and has airway inlets (315) located at substantially equal intervals in the circumferential direction. The outer peripheral surface (38) constitutes the outer peripheral surface (38) of the impeller (30) and has an airway outlet (316) corresponding to the airway inlet (315). The side plates constitute both side surfaces of the impeller (30), and the airways are the airway inlet (315) and the airway outlet (316).
And an anterior chamber (310), a posterior chamber (311) and a tubular airway bundle, the anterior chamber (310) being
It is arranged on the side of the airway entrance (315) of the airway,
The rear chamber is arranged on the side of the airway outlet (316) of the airway, and the tubular airway bundle includes a plurality of tubular airways (3).
3), each of the capillary airways (33) communicates with the anterior chamber (310) and the posterior chamber (311), and is spirally formed with the rotation center of the impeller (30) being concentric. A compressed air generator characterized by being extended.

【0013】[4]前記側面板は、フランジ(31L,
31R)を有しており、前記フランジ(31L,31
R)は、前記羽根車(30)の外周面(38)に対し
て、羽根車(30)の回転中心から放射する方向へ延出
していて、圧縮空気取出し通路(313)を有してお
り、前記圧縮空気取出し通路(313)は、前記羽根車
(30)の外周面(38)に面するフランジ内面側から
該フランジ内面とは反対側のフランジ外面側へ向かっ
て、羽根車(30)の回転方向へ斜行していることを特
徴とする[1]、[2]または[3]に記載の圧縮空気
発生装置。
[4] The side plate is a flange (31L,
31R), and the flanges (31L, 31
R) extends in a direction radiating from the center of rotation of the impeller (30) with respect to the outer peripheral surface (38) of the impeller (30) and has a compressed air extraction passage (313). The compressed air extraction passageway (313) extends from the inner surface of the flange facing the outer peripheral surface (38) of the impeller (30) toward the outer surface of the flange opposite to the inner surface of the flange (30). The compressed air generating device according to [1], [2] or [3], wherein the compressed air generating device is inclined in the rotation direction.

【0014】[5]前記羽根車(30)の内周面(3
7)は斜面部を有し、前記斜面部は、羽根車(30)の
回転中心方向に対して羽根車(30)の回転方向へ傾斜
しており、前記気道入口(32,315)は、前記斜面
部に開設されていることを特徴とする[1]、[2]、
[3]または[4]に記載の圧縮空気発生装置。
[5] Inner peripheral surface (3) of the impeller (30)
7) has a slope portion, and the slope portion is inclined in the rotation direction of the impeller (30) with respect to the rotation center direction of the impeller (30), and the airway inlets (32, 315) are [1], [2], characterized in that it is opened on the slope
The compressed air generator according to [3] or [4].

【0015】次に、前記各項に記載された発明の作用に
ついて説明する。
Next, the operation of the invention described in each of the above items will be described.

【0016】[1]項記載の圧縮空気発生装置では、ケ
ーシング(20)内で羽根車(30)が回転すると、空
気が、羽根車(30)の内周面(37)に開設された各
々の気道入口(32)を通って細管気道(33)内に入
る。細管気道(33)内に入った空気は圧縮されて、羽
根車(30)の外周面(38)に開設された気道出口
(34)側へ移動し、やがて、各々の気道出口(34)
側からケーシング(20)側へ吐出される。
In the compressed air generator according to the item [1], when the impeller (30) rotates in the casing (20), air is opened on the inner peripheral surface (37) of the impeller (30). Through the airway inlet (32) into the capillary airway (33). The air that has entered the narrow tube airway (33) is compressed and moves to the airway outlet (34) side opened on the outer peripheral surface (38) of the impeller (30), and eventually each airway outlet (34).
Side to the casing (20) side.

【0017】各々の細管気道(33)内に入った空気
は、回転する羽根車(30)の遠心力により加速され、
空気のもつ質量によりそれぞれ均一的かつ安定的に圧縮
される。このように、各々の細管気道(33)内で空気
がそれぞれ均一的かつ安定的に圧縮されることにより、
乱流、逆流、それらの振動、共振の発生が防止される。
このとき、各々の細管気道(33)内の空気の圧縮の状
態は、一様ではなく、各細管気道(33)の位置、形状
などの条件により異なる。
The air that has entered each capillary airway (33) is accelerated by the centrifugal force of the rotating impeller (30),
It is compressed uniformly and stably by the mass of air. In this way, the air is uniformly and stably compressed in each capillary airway (33),
Turbulence, backflow, their vibrations, and resonance are prevented from occurring.
At this time, the compressed state of the air in each thin tube airway (33) is not uniform, and varies depending on the conditions such as the position and shape of each thin tube airway (33).

【0018】[2]項記載の圧縮空気発生装置では、ケ
ーシング(20)内で羽根車(30)が回転すると、空
気が、羽根車(30)の内周面(37)に開設された各
々の気道入口(32)を通って細管気道(33)内に入
る。細管気道(33)内に入った空気は圧縮されて、羽
根車(30)の外周面(38)に開設された気道出口
(34)側へ移動し、やがて、各々の気道出口(34)
側からケーシング(20)側へ吐出される。
In the compressed air generator according to the item [2], when the impeller (30) rotates in the casing (20), air is opened on the inner peripheral surface (37) of the impeller (30). Through the airway inlet (32) into the capillary airway (33). The air that has entered the narrow tube airway (33) is compressed and moves to the airway outlet (34) side opened on the outer peripheral surface (38) of the impeller (30), and eventually each airway outlet (34).
Side to the casing (20) side.

【0019】前記各々の気道入口(32)は、円周方向
にほぼ等間隔に、かつ、羽根車(30)の回転軸方向と
平行な方向にほぼ等間隔に羽根車(30)の内周面(3
7)に開設され、各気道入口(32)に対応して気道出
口(34)も外周面(38)に開設されているので、各
気道入口(32)と各気道出口(34)とを連通する細
管気道(33)を多数設けることができ、多数の細管気
道(33)により、多量の空気を効率良く圧縮すること
ができる。
The respective airway inlets (32) are arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction and at equal intervals in the direction parallel to the rotation axis direction of the impeller (30). Surface (3
7), and the airway outlet (34) corresponding to each airway inlet (32) is also opened on the outer peripheral surface (38), so that each airway inlet (32) and each airway outlet (34) communicate with each other. A large number of thin tube airways (33) can be provided, and a large number of thin tube airways (33) can efficiently compress a large amount of air.

【0020】[3]項記載の圧縮空気発生装置では、ケ
ーシング(20)内で羽根車(30)が回転すると、空
気が、羽根車(30)の内周面(37)に開設された各
々の気道入口(315)を通って各気道内にそれぞれ入
る。
In the compressed air generator according to the item [3], when the impeller (30) rotates in the casing (20), air is opened on the inner peripheral surface (37) of the impeller (30). Enter each airway through the airway entrance (315).

【0021】各気道に入った空気は、一旦前室(31
0)に流れ込み、前室(310)から細管気道束の各細
管気道(33)内にそれぞれ入る。細管気道(33)内
に入った空気は圧縮されて、圧縮された空気は、後室
(311)に流出し、やがて、気道出口(316)側か
らケーシング(20)側へ吐出される。
The air that has entered each airway is temporarily stored in the anterior chamber (31
0) and enter into each of the tubular airways (33) of the tubular airway bundle from the anterior chamber (310). The air that has entered the narrow tube airway (33) is compressed, and the compressed air flows out into the rear chamber (311) and is eventually discharged from the airway outlet (316) side to the casing (20) side.

【0022】すなわち、気道入口(315)の開口面積
を大きくして、多量の空気を取り入れた場合でも、多量
の空気を、細管気道束の各細管気道(33)内でそれぞ
れ効率良く圧縮することができる。
That is, even when the opening area of the airway inlet (315) is increased and a large amount of air is taken in, a large amount of air is efficiently compressed in each thin tube airway (33) of the thin tube airway bundle. You can

【0023】[4]項記載の圧縮空気発生装置では、ケ
ーシング(20)内で羽根車(30)が回転すると、空
気が、各気道入口(32,315)を通って細管気道
(33)内に入り、圧縮されて、気道出口(34,31
6)側からケーシング(20)側へ吐出される。
In the compressed air generator according to the item [4], when the impeller (30) rotates in the casing (20), air passes through the airway inlets (32, 315) and inside the narrow tube airway (33). Enters and is compressed into the airway outlet (34, 31
It is discharged from the 6) side to the casing (20) side.

【0024】圧縮された空気が、気道出口(34,31
6)側からケーシング(20)側へ吐出されるとき、圧
縮空気は、フランジ(31L,31R)の圧縮空気取出
し通路(313)を通るようになる。このとき、圧縮空
気取出し通路(313)が外側方向へ向かって、羽根車
(30)の回転方向へ斜行しているので、羽根車(3
0)が回転すると、フランジ内周に沿って相対移動する
空気を強制的に圧縮空気取出し通路(313)に取り込
んで、ケーシング(20)側へ吐出させることができ
る。
The compressed air passes through the airway outlets (34, 31).
When discharged from the 6) side to the casing (20) side, the compressed air passes through the compressed air extraction passage (313) of the flanges (31L, 31R). At this time, the compressed air take-out passage (313) is slanted toward the outer side in the rotation direction of the impeller (30).
When 0) rotates, the air that relatively moves along the inner circumference of the flange can be forcibly taken into the compressed air extraction passageway (313) and discharged to the casing (20) side.

【0025】[5]項記載の圧縮空気発生装置では、ケ
ーシング(20)内で羽根車(30)が回転すると、空
気が、羽根車(30)の内周面(37)に開設された各
々の気道入口(32,315)を通って細管気道(3
3)内に入り、圧縮されて気道出口(34,316)側
へ移動し、やがて、各々の気道出口(34,316)側
からケーシング(20)側へ吐出される。
In the compressed air generator according to the item [5], when the impeller (30) rotates in the casing (20), air is opened on the inner peripheral surface (37) of the impeller (30). Through the airway entrance (32, 315) of the
3) It enters inside, is compressed, moves to the airway outlet (34, 316) side, and is eventually discharged from each airway outlet (34, 316) side to the casing (20) side.

【0026】空気が気道入口(32,315)に入ると
き、気道入口(32,315)が開設されている羽根車
(30)の内周面(37)が斜面部になっていて、その
斜面部が、羽根車(30)の回転中心方向に対して羽根
車(30)の回転方向へ傾斜しているため、気道入口
(3,315)が回転方向に対向して開設するようにな
り、羽根車(30)が回転すると、羽根車(30)の内
周面(37)に沿って相対的に移動する空気を強制的に
取り込むことができる。
When air enters the airway entrance (32, 315), the inner peripheral surface (37) of the impeller (30) in which the airway entrance (32, 315) is opened is a sloped part, and the sloped surface Since the part is inclined in the rotation direction of the impeller (30) with respect to the rotation center direction of the impeller (30), the airway inlets (3, 315) are opened facing each other in the rotation direction, When the impeller (30) rotates, the air relatively moving along the inner peripheral surface (37) of the impeller (30) can be forcibly taken in.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の各種
実施の形態を説明する。図1〜図6は本発明の第1実施
の形態を示している。本圧縮空気発生装置は、フィルタ
ー10、ケーシング20、羽根車30、メカニカルシー
ル40および、モータ50から構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 show a first embodiment of the present invention. The compressed air generator comprises a filter 10, a casing 20, an impeller 30, a mechanical seal 40, and a motor 50.

【0028】羽根車30は、波形形状をした羽根車気道
入口面である内周面37と同じく波形形状をした羽根車
気道出口面である外周面38とを有している。それぞれ
波形形状には、羽根車30の回転により、高圧部分と低
圧部分が発生する。
The impeller 30 has an inner peripheral surface 37 which is a corrugated impeller airway inlet surface and an outer peripheral surface 38 which is also a corrugated impeller airway outlet surface. In each of the corrugated shapes, a high pressure portion and a low pressure portion are generated by the rotation of the impeller 30.

【0029】気道入口32にあってはこの高圧部分に配
置する。一方、気道出口34にあってはこの低圧部分に
配置する。このことにより羽根車30の空気の取り入れ
並びに空気の取り出しをより容易にかつ効果的にでき
る。
The airway inlet 32 is arranged at this high pressure portion. On the other hand, the airway outlet 34 is arranged in this low pressure portion. This makes it easier and more effective to take in and take out air from the impeller 30.

【0030】波形形状をした羽根車30外側面とケーシ
ング内側面との間で生じるクサビ効果により圧縮機能を
もつ。
A compression function is provided by the wedge effect generated between the outer side surface of the impeller 30 having a corrugated shape and the inner side surface of the casing.

【0031】羽根車30の両端にはフランジ31R,3
1Lが取り付けられる。フランジ31R,31Lは羽根
車30の回転により、内周面37および外周面38に発
生する、高圧部と低圧部の混流を防止する。またフラン
ジ31R,31Lには、細管気道人り口面にあっては、
低圧部から空気を取り入れる切りかぎを設ける。
Flange 31R, 3 is provided at both ends of the impeller 30.
1L is attached. The flanges 31R and 31L prevent the high pressure portion and the low pressure portion from being mixed with each other, which are generated on the inner peripheral surface 37 and the outer peripheral surface 38 by the rotation of the impeller 30. Further, the flanges 31R and 31L have
Provide a key to take in air from the low pressure part.

【0032】また、外周面38にあっては高圧部からの
み、空気が取り出しできるよう、高圧部に切りかぎを設
ける。切りかぎは、クサビ状あるいはプロペラ状とし
て、空気の取り入れと取り出しを容易にするとともに、
圧縮作用をもたせる。
On the outer peripheral surface 38, a cutout is provided in the high pressure portion so that air can be taken out only from the high pressure portion. The key is wedge-shaped or propeller-shaped to facilitate air intake and removal, and
It has a compression effect.

【0033】図4において、フィルター10は、圧縮し
ようとする空気中の塵挨を除去し、細管気道の詰まりを
防ぎ、きれいな圧縮空気を得るために機能する。
In FIG. 4, the filter 10 functions to remove dust in the air to be compressed, prevent clogging of the capillary airways, and obtain clean compressed air.

【0034】ケーシング20は、空気圧縮装置の外枠で
あり、フィルター10の取り付け、圧縮空気吐出口2
2、メカニカルシール40の取り付け、羽根車30を収
納する。ケーシング20はベース21に固定される。
The casing 20 is an outer frame of the air compression device, and is provided with the filter 10 and the compressed air discharge port 2
2. Attach the mechanical seal 40 and store the impeller 30. The casing 20 is fixed to the base 21.

【0035】メカニカルシール40は、モーター軸51
とケーシング20の間、および、羽根車30とケーシン
グ20の間にあって、形状は異なるが、大気圧力と圧縮
空気、吸い込み空気圧力と圧縮空気との隔離をする。
The mechanical seal 40 has a motor shaft 51.
And the casing 20, and between the impeller 30 and the casing 20, which are different in shape, separate atmospheric pressure from compressed air and suction air pressure from compressed air.

【0036】モータ50は、空気圧縮の動力源として電
動機(モーター)とした。モータ50にはモーター軸5
1がありモーター軸51には羽根車30が固定される。
The motor 50 is an electric motor as a power source for air compression. The motor 50 has a motor shaft 5
1 and the impeller 30 is fixed to the motor shaft 51.

【0037】各部品の構成をさらに詳細に説明する。The configuration of each component will be described in more detail.

【0038】図4に示すように、ケーシング20は、空
気圧縮装置の外枠であり、フィルター10の取り付け
口、圧縮空気吐出口32、メカニカルシール40の取り
付け、羽根車30を収納する。
As shown in FIG. 4, the casing 20 is the outer frame of the air compression device, and accommodates the attachment port of the filter 10, the compressed air discharge port 32, the attachment of the mechanical seal 40, and the impeller 30.

【0039】ケーシングベース21でモータ50と同一
基礎に固定される。圧縮空気吐出口22は、ケーシング
20側面の左右に設けられる。また、ケーシング20に
は、メカニカルシール40が取り付けられ、モーター軸
51とケーシング20の間並びに、羽根車30とケーシ
ング20の間にあって、形状は異なるが、大気圧力と圧
縮空気、吸い込み空気圧力と圧縮空気との隔離をする。
The casing base 21 is fixed to the same foundation as the motor 50. The compressed air discharge ports 22 are provided on the left and right sides of the side surface of the casing 20. Further, a mechanical seal 40 is attached to the casing 20, and is located between the motor shaft 51 and the casing 20 and between the impeller 30 and the casing 20, although the shapes are different, but atmospheric pressure and compressed air, suction air pressure and compressed air. Isolate from the air.

【0040】図1は図3のI−I線断面図、図3は羽根
車の側面図である。
FIG. 1 is a sectional view taken along the line I--I of FIG. 3, and FIG. 3 is a side view of the impeller.

【0041】図1および図3に示すように、羽根車30
は、羽根車空気入口35、気道入口32、細管気道3
3、気道出口34、内周面37および、外周面38を有
する。羽根車30の両側には、フランジ31Lおよびフ
ランジ31Rが取り付けられる。フランジ31Lには、
モーター軸51が固定され、圧縮空気取出し通路31
3、圧縮空気取出し通路羽部312がある。
As shown in FIGS. 1 and 3, the impeller 30
Is the impeller air inlet 35, airway inlet 32, capillary airway 3
3, an airway outlet 34, an inner peripheral surface 37, and an outer peripheral surface 38. A flange 31L and a flange 31R are attached to both sides of the impeller 30. On the flange 31L,
The motor shaft 51 is fixed, and the compressed air extraction passage 31
3. There are compressed air extraction passage vanes 312.

【0042】図5に示すように、フランジ31Rには、
羽根車空気入口35、圧縮空気取出し通路313があ
り、それぞれに空気取入れ口羽部314、圧縮空気取出
し通路羽部312がある。空気収り入れ口羽部314お
よび圧縮空気取出し通路羽部312はクサビ形状あるい
はプロペラ形状に加工する。
As shown in FIG. 5, the flange 31R includes:
The impeller air inlet 35 and the compressed air extraction passage 313 are provided, and the air intake inlet wing portion 314 and the compressed air extraction passage vane 312 are provided respectively. The air intake port wing 314 and the compressed air extraction passage wing 312 are processed into a wedge shape or a propeller shape.

【0043】羽根車空気入口35は、動作の詳細で説明
するところの内周面37の低圧部とする。空気取入れ口
羽部314は、動作の詳細で説明するところの内周面3
7の高圧部をふさぐ所に固定する。
The impeller air inlet 35 is a low pressure portion of the inner peripheral surface 37, which will be described in detail in operation. The air intake wing portion 314 has an inner peripheral surface 3 which will be described in detail in operation.
Fix the high pressure part of 7 to the place where it is blocked.

【0044】図1に示すように、圧縮空気取出し通路3
13は、動作の詳細で説明するところの外周面38の高
圧部分とする。
As shown in FIG. 1, the compressed air extraction passage 3
13 is a high pressure portion of the outer peripheral surface 38, which will be described in detail in operation.

【0045】圧縮空気取出し通路羽部312は、動作の
詳細で説明するところの外周面38の低圧部をふさぐ所
に固定する。図1に示すように、羽根車30は左回転す
る。次に、第1実施の形態の作用を説明する。
The compressed air extraction passage vane portion 312 fixes the low pressure portion of the outer peripheral surface 38, which will be described in detail in operation, at a place where the low pressure portion is blocked. As shown in FIG. 1, the impeller 30 rotates counterclockwise. Next, the operation of the first embodiment will be described.

【0046】図6において、フィルター10により大気
中の塵埃を除去された空気は羽根車空気入口35から、
フランジ31L、31Rに設けられた空気取入れ口羽部
314によりコンプレッサ本体である羽根車30へ入
る。
In FIG. 6, the air from which dust in the atmosphere has been removed by the filter 10 is fed from the impeller air inlet 35 to
The air intake port vanes 314 provided on the flanges 31L and 31R enter the impeller 30 that is the compressor body.

【0047】左回転する羽根車30は、図6の内周面3
7の波形形状により、高圧空気部イと低圧空気部ロが発
生する。空気取入れ口羽314は内周面37の高圧部を
ふさぐ所に固定され、高圧空気部イと低圧空気部ロとの
混流を防ぐ。
The impeller 30 rotating counterclockwise has an inner peripheral surface 3 shown in FIG.
Due to the waveform shape of 7, a high-pressure air portion a and a low-pressure air portion b are generated. The air intake wing 314 is fixed to a place where the high pressure portion of the inner peripheral surface 37 is blocked, and prevents the high pressure air portion a and the low pressure air portion b from being mixed.

【0048】取り入れられた空気は、気道入口面37の
高圧空気部イにもうけられた気道入口32より細管気道
33に入る。細管気道33内に入った空気は、回転する
羽根車30の遠心力による加速度により、空気の持つ質
量により圧縮する。このとき、各々の細管気道33内の
圧縮の状態は一様ではなく、各々の細管気道33のおか
れた位置、加工の状態などの条件により決まる。各々の
細管気道33により圧縮することにより、圧縮工程にお
ける乱流、逆流、それらの振動、共振は防止される。
The taken-in air enters the narrow tube airway 33 from the airway inlet 32 provided in the high pressure air portion a of the airway inlet surface 37. The air that has entered the narrow tube airway 33 is compressed by the mass of the air due to the acceleration of the centrifugal force of the rotating impeller 30. At this time, the state of compression in each thin tube airway 33 is not uniform, but is determined by conditions such as the position where each thin tube airway 33 is placed, the processing state, and the like. By compressing by each capillary airway 33, turbulent flow, backflow, their vibration, and resonance in the compression process are prevented.

【0049】遠心力の加速度により圧縮された空気は気
道出口34よりケーシング20側に出る。羽根車30の
外周面38は波形形状に加工されており、この波形形状
は、羽根車30の回転により高圧空気部ハと低圧空気部
ニが発生する。気道出口34はこの低圧空気部ニに設け
られ、圧縮空気はケーシング20側へ吐出させる。外周
面38の波形形状は、ケーシング20と高圧空気部ハと
の間において、クサビ効果をもたらし、空気の圧縮をす
る。
The air compressed by the acceleration of centrifugal force exits from the airway outlet 34 to the casing 20 side. The outer peripheral surface 38 of the impeller 30 is processed into a corrugated shape, and this corrugated shape generates a high-pressure air portion c and a low-pressure air portion d due to the rotation of the impeller 30. The airway outlet 34 is provided in the low-pressure air section D, and the compressed air is discharged to the casing 20 side. The corrugated shape of the outer peripheral surface 38 brings about a wedge effect between the casing 20 and the high-pressure air portion C to compress the air.

【0050】フランジ31L、31Rに設けられた庄縮
空気取出し口羽部312は、圧縮空気収り出し口313
を除く低圧空気部ニに固定される。圧縮空気取出し通路
羽部312により高圧空気部ハと低圧空気部ニの混流は
防がれる。
The compressed air outlet port wing portion 312 provided on the flanges 31L and 31R is a compressed air outlet port 313.
It is fixed to the low pressure air section except for. The compressed air extraction passage vane portion 312 prevents the high pressure air portion c and the low pressure air portion d from being mixed together.

【0051】圧縮空気取出し通路313は高圧空気部ハ
に設ける。圧縮空気取出し通路313から出た圧縮空気
は、ケーシング20側面に設けられた圧縮空気吐出口2
2から外部へ取り出される。細管気道33の数量、長
さ、断面積、形状は圧縮する目的、加工の難易度、実行
風量により決められる。
The compressed air extraction passage 313 is provided in the high pressure air section C. The compressed air discharged from the compressed air extraction passage 313 is compressed air discharge port 2 provided on the side surface of the casing 20.
It is taken out from 2. The number, length, cross-sectional area, and shape of the narrow tube airway 33 are determined by the purpose of compression, the difficulty of processing, and the amount of air flow to be performed.

【0052】第1実施の形態に係る発明においては、細
管気道内に閉じ込めた空気を、自重と加速度により静か
に圧縮する。
In the invention according to the first embodiment, the air trapped in the narrow airway is gently compressed by its own weight and acceleration.

【0053】その作動は、同一羽根車30の直径におい
て500G程度の力は容易に得られる値であり、この力
を用いて本発明のごとき細管気道33の構造を用いるこ
とにより容易に空気の圧縮が可能となる。その空気圧縮
が可能になる理由は、細管気道33の採用により、圧縮
行程を均一化かつ安定化させることが可能となり、また
圧縮行程における氾流、乱流、逆流、それらの振動、共
振を防止できたことにある。 本第1実施の形態では純
粋な遠心力による加速度の利用であることから、従来の
遠心力利用によるコンプレッサとは動作原理を全く異に
するものである。
The operation is such that a force of about 500 G is easily obtained with the same diameter of the impeller 30, and by using this force, the structure of the capillary airway 33 as in the present invention is used to easily compress the air. Is possible. The reason why the air compression is possible is that the adoption of the narrow tube air passage 33 makes it possible to make the compression process uniform and stable, and prevent the inflow, turbulence, backflow, their vibrations, and resonance in the compression process. I was able to do it. Since the first embodiment uses the acceleration by pure centrifugal force, the operating principle is completely different from that of the conventional compressor using centrifugal force.

【0054】本第1実施の形態においては、以上の結果
膨大な加速度を必要とすることなく、細管気道33の採
用により、細管気道33一つ一つの管内で静かに圧縮を
おこなわせることにより、従来型ターボ型コンプレッサ
の最大の問題点であるサージング現象を発生することな
く、広域風量の囲において、常に安定して容易に空気の
圧縮を実現した。
In the first embodiment, as a result of the above, by adopting the thin tube airway 33 without requiring a huge acceleration, the thin tube airways 33 can be gently compressed in each tube. The conventional turbo compressor does not suffer from the surging phenomenon, which is the biggest problem, and realizes stable and easy air compression in a wide range of air volume.

【0055】次に、本発明の第2実施の形態について説
明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0056】図7は羽根車側面図、図8は図7のVIII-V
III線断面図である。
FIG. 7 is a side view of the impeller, and FIG. 8 is a VIII-V of FIG.
It is a III line sectional view.

【0057】図7および図8に示すように、羽根車30
は空気圧縮機能をもつ回転体の全体である。羽根車30
には、羽根車空気入口35、内周面37、気道入口31
5、気道36、前室310、細管気道束39、後室31
1、気道36、気道出口316、外周面38がある。
As shown in FIGS. 7 and 8, the impeller 30
Is the whole rotating body having an air compression function. Impeller 30
Includes an impeller air inlet 35, an inner peripheral surface 37, and an airway inlet 31.
5, airway 36, anterior chamber 310, thin tube airway bundle 39, rear chamber 31
1, an airway 36, an airway outlet 316, and an outer peripheral surface 38.

【0058】羽根車30の両側には、フランジ31L、
フランジ31Rが取り付けられる。フランジ31Lは、
モーター軸51が固定され、圧縮空気取出し通路31
3、圧縮空気取出し通路羽部312を有している。ま
た、フランジ31Rは、羽根車空気入口35、圧縮空気
取出し通路313があり、それぞれに空気取入れ口羽部
314、圧縮空気取出し通路羽部312がある。
On both sides of the impeller 30, flanges 31L,
The flange 31R is attached. The flange 31L is
The motor shaft 51 is fixed, and the compressed air extraction passage 31
3. It has a compressed air extraction passage vane 312. Further, the flange 31R has an impeller air inlet 35 and a compressed air extraction passage 313, and each has an air intake port wing 314 and a compressed air extraction passage wing 312.

【0059】空気取入れ口羽部314および圧縮空気取
出し通路羽部312はクサビ形状あるいはプロペラ形状
に加工する。羽根車空気入口35は、内周面37の低圧
部とする。空気取入れ口羽部314は、内周面37の高
圧部をふさぐ所に固定する。図8に示すように、圧縮空
気取出し通路313は、外周面38の高圧部分とする。
圧縮空気取出し通路羽部312は、外周面38の低圧部
をふさぐ所に固定する。図8において、羽根車30は左
回転する。
The air intake port wing 314 and the compressed air extraction passage wing 312 are processed into a wedge shape or a propeller shape. The impeller air inlet 35 is a low pressure portion of the inner peripheral surface 37. The air intake wing portion 314 is fixed to the place where the high pressure portion of the inner peripheral surface 37 is blocked. As shown in FIG. 8, the compressed air extraction passage 313 is a high pressure portion of the outer peripheral surface 38.
The compressed air extraction passage vane portion 312 is fixed to a place where the low pressure portion of the outer peripheral surface 38 is blocked. In FIG. 8, the impeller 30 rotates counterclockwise.

【0060】第2実施の形態の作用を説明する。The operation of the second embodiment will be described.

【0061】各々の細管気道33の圧縮の状態がほぼ均
一である場合においては問題は生じないが、希望する圧
力と風量の関係から、多数の細管気道33を使用した場
合にあって、羽根車30の気道入口32、および気道出
口34の配置の関係から、空気の出入りの条件を均一化
することが困難となり、細管気道33どうし、あるいは
細管気道33内部において、サージング現象を発生する
場合が生じる。
No problem occurs when the compression states of the respective thin tube air passages 33 are substantially uniform. However, in the case where a large number of thin tube air passages 33 are used, the impeller is used due to the desired pressure-air flow relationship. Due to the arrangement relationship of the airway inlet 32 and the airway outlet 34 of 30, it becomes difficult to make the air inflow and outflow conditions uniform, and a surging phenomenon may occur between the thin tube airways 33 or inside the thin tube airway 33. .

【0062】前項不具合の場合にあっては、各々の細管
気道33を羽根車30の細管気道空気の入口32、およ
び気道出口34に直接設けることなく、図8、細管気道
束39として、細管を多数を一つの束として、その前後
に、それぞれ、前室310、後室311、を設ける。
In the case of the above problem, the thin tube air passages 33 are not directly provided at the thin tube air passage air inlet 32 and the air passage outlet 34 of the impeller 30 and are shown in FIG. A large number of bundles are provided as a bundle, and a front chamber 310 and a rear chamber 311 are provided in front of and behind the bundle.

【0063】前室310、後室311は、気道36に接
続し、気道入口315、気道出口316に接しさせる。
The anterior chamber 310 and the posterior chamber 311 are connected to the airway 36 and are in contact with the airway inlet 315 and the airway outlet 316.

【0064】主な圧縮工程は細管気道束39で行い、気
道人り口315および気道出口316は、ひとつあるい
は複数にまとめて、空気の取り入れ、取り出しを行う。
The main compression process is performed by the narrow tube airway bundle 39, and the airway inlet 315 and the airway outlet 316 are combined into one or a plurality to take in and take out air.

【0065】これにより、各々の細管気道33内で発生
する圧縮工程上の不具合を防止した。
As a result, the trouble in the compression process which occurs in each thin tube airway 33 was prevented.

【0066】次に、本発明の特徴と従来型ターボ型コン
プレッサとの比較を説明する。
Next, a comparison between the features of the present invention and the conventional turbo compressor will be described.

【0067】多数の細管気道33を使用した場合にあっ
ても、希望する圧力と風量の関係から、羽根車30の空
気の取り入れ、取り出しを均一化することが困難とな
り、細管気道33どうし、あるいは細管気道33の内部
において、サージング現象を発生する場合がある。その
不都合を発生する主な原因は、各々の細管気道33の空
気の取り入れ、取り出し位置により、条件が異なること
に起因する。
Even when a large number of thin tube air passages 33 are used, it becomes difficult to uniformly take in and take out air from the impeller 30 because of the desired pressure and air flow rate. A surging phenomenon may occur inside the narrow airway 33. The main cause of the inconvenience is that the conditions differ depending on the intake and extraction positions of the air in each of the thin tube air passages 33.

【0068】その場合においては、各々の細管気道33
を羽根車30の気道入口315、および気道出口316
に直接設けることなく、細管気道33を一つの束にし
て、その前後に、前室310および後室311をそれぞ
れ設ける。前室310および後室311は、気道36に
接続し、気道入口315、気道出口316に接しさせ
る。
In that case, each tubular airway 33
The airway inlet 315 of the impeller 30 and the airway outlet 316
Instead of directly providing the thin airway 33 in one bundle, the anterior chamber 310 and the posterior chamber 311 are provided before and after the bundle. The front chamber 310 and the rear chamber 311 are connected to the airway 36 and are in contact with the airway inlet 315 and the airway outlet 316.

【0069】これにより各々の細管気道33内での圧縮
工程は均一化でき、サージング現象、および細管気道ど
うしの干渉は防止を可能とした。
As a result, the compression process in each narrow tube airway 33 can be made uniform, and the surging phenomenon and interference between the narrow tube airways can be prevented.

【0070】構造数値上従来型ターボ型コンプレッサと
本案のコンプレッサにより発生させる加速度を比較した
とき、次のようになる。
Comparing the accelerations generated by the conventional turbo compressor and the compressor of the present invention in terms of structural numerical values, the following is obtained.

【0071】次に、現在市場にあるターボ型コンプレッ
サで発生させる加速度の試算例を説明する。羽根車30
の半径0.05m,回転数40,000rpm、このと
きの円周方向に対するαをもとめると次のようになる。
Next, an example of trial calculation of acceleration generated in the turbo compressors currently on the market will be described. Impeller 30
The radius is 0.05 m, the rotation speed is 40,000 rpm, and α with respect to the circumferential direction at this time is obtained as follows.

【0072】 加速度 α=rω2 =0.05×(2π40000/60)2 ≒876,408(m/s2 ) r:半径(m) ω=2πn(rad/秒) 力換算すれば 876,408/9.8≒89,429(G) ここで算出された加速度は図11の羽根車30における
羽根Aの最端部分Bの加速度であり、この羽根車30に
おける最大加速度である。羽根Aのもつ加速度と空気E
のもつ質量の加速度相対慣性力Cにより圧縮される。羽
根Aからはじき出された圧縮空気には、多くの運動エネ
ルギーDを持っていて、その運動エネルギーDはターボ
のケーシングなどに衝突して、再度庄縮される。
Acceleration α = rω 2 = 0.05 × (2π40000 / 60) 2 ≈876,408 (m / s 2 ) r: radius (m) ω = 2πn (rad / sec) If converted to force, 876,408 /9.8≈89,429 (G) The acceleration calculated here is the acceleration of the outermost portion B of the blade A in the impeller 30 of FIG. 11, and is the maximum acceleration in this impeller 30. Acceleration of blade A and air E
The mass is compressed by the acceleration relative inertial force C of the mass. The compressed air blown out from the blade A has a large amount of kinetic energy D, and the kinetic energy D collides with the casing of the turbo and is compressed again.

【0073】次に、本実施の形態に係る加速度の試算例
を説明する。
Next, an example of trial calculation of acceleration according to the present embodiment will be described.

【0074】羽根車30の半径0.05m,回転数3,
000rpm、ここでは、羽根車30の半径をターボ方
式と同じとし、羽根車30の回転数は50Hzにおける
二極モーターの同期回転数をもちいて加速度をもとめる
と次のようになる。
The impeller 30 has a radius of 0.05 m and a rotational speed of 3,
000 rpm, here, the radius of the impeller 30 is the same as that of the turbo system, and the rotational speed of the impeller 30 is as follows when the acceleration is obtained by using the synchronous rotational speed of the bipolar motor at 50 Hz.

【0075】 加速度 α=rω2 =0.05×(2π3000/60)2 ≒4,929(m/s2) r:半径(m) ω=2πn(rad/秒) 力換算すれば 4,929/9.8≒502(G) ここで算出された加速度は図6の細管気道33における
最端部分、細管出口部分34の加速度であり、細管気道
33における最大加速度である。この加速度によって空
気はみずからの質量によってつぶれて圧縮する。
Acceleration α = rω 2 = 0.05 × (2π3000 / 60) 2 ≈4,929 (m / s 2 ) r: radius (m) ω = 2πn (rad / sec) 4,929 /9.8≈502 (G) The acceleration calculated here is the acceleration at the extreme end portion and the capillary outlet portion 34 in the capillary airway 33 in FIG. 6, and is the maximum acceleration in the capillary airway 33. Due to this acceleration, the air crushes and is compressed by the mass of the air.

【0076】次に、空気圧縮方法の比較の実際を説明す
る。1Gにあって1kg/cm2 の圧力を発生させてい
るのが地上である。工場で実際使用している圧縮空気の
圧力は、発生で7kg/cm2 であり、実際使用する工
具などにあっては4kg/cm2 程度である。それらと
比較したとき、上記試算数値の示すごとく、比較できな
い程の大きな加速度をもって、空気の加工をしている。
Next, the actual comparison of the air compression methods will be described. It is on the ground that the pressure of 1 kg / cm 2 is generated in 1G. The pressure of the compressed air actually used in the factory is 7 kg / cm 2 when it is generated, and it is about 4 kg / cm 2 for actually used tools. When compared with those, as shown in the above-mentioned trial calculation values, air is processed with a large acceleration that cannot be compared.

【0077】従来のターボ型コンプレッサで必要とする
40,000rpmの回転数を発生させることは容易で
はなく、その回転数を長期運転し続けることは、保守管
理にも多くの費用と専門的知識を必要とするので、高価
な商品となる。この主な理由は、空気の特性にあること
は言うまでもないことである。本実施の形態にあって
は、これら空気をもつ特性を十分利用する。構造の採用
により、水に圧力を与えるごとく、空気に圧力を与えよ
うとするものである。したがって、本発明採用により、
簡易な形で圧縮空気を得ることが可能となった。
It is not easy to generate the rotation speed of 40,000 rpm required by the conventional turbo compressor, and continuous operation at that rotation speed for a long time requires a lot of cost and expertise for maintenance. Because it is necessary, it becomes an expensive product. It goes without saying that the main reason for this is the properties of air. In the present embodiment, these characteristics of air are fully utilized. By adopting the structure, it tries to apply pressure to air as it applies to water. Therefore, by adopting the present invention,
It is now possible to obtain compressed air in a simple form.

【0078】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。図9および図10は本発明の第3の実施の形
態を示している。本発明によって、設計しようとすると
きコンプレッサの吐出圧力と吐出風量は次の関係があ
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. 9 and 10 show a third embodiment of the present invention. According to the present invention, when designing, the discharge pressure of the compressor and the discharge air volume have the following relationship.

【0079】吐出圧力にあっては 細管気道33の長さ
と、羽根車30の回転数に比例する。吐出風量にあって
は 細管気道33の直径と、細管気道33の数量に比例
する。圧縮行程における安定度にあっては 細管気道3
3の直径、に反比例し、細管気道長さ、に比例する。気
道入口面、気道出口面の形状にあっては、効率的な吸入
と排気のため風流が乱れないよう考慮する必要がある。
羽根車30とケーシングとの間隔は最終圧縮行程でもあ
り十分な検討がいる。同時に圧縮空気の流れにも配慮が
必要である。また風量が多くなって細管気道を複数縦横
に並べる場合には、軸方向の風流が不安定になるので斜
めに配置などの検討が必要となる。以上を勘案して設計
した結果、図9、図10のごとく4極構造のコンプレッ
サとした。
The discharge pressure is proportional to the length of the capillary airway 33 and the rotation speed of the impeller 30. The amount of discharged air is proportional to the diameter of the narrow tube airway 33 and the number of the small tube airway 33. In terms of stability during the compression stroke,
It is inversely proportional to the diameter of 3, and is proportional to the tubular airway length. Regarding the shapes of the airway inlet surface and airway outlet surface, it is necessary to consider that the wind flow is not disturbed for efficient intake and exhaust.
The interval between the impeller 30 and the casing is also the final compression stroke and has been thoroughly studied. At the same time, it is necessary to consider the flow of compressed air. In addition, when a large number of narrow airways are lined up in the vertical and horizontal directions due to the large air volume, the axial airflow becomes unstable, so it is necessary to consider the diagonal arrangement. As a result of designing in consideration of the above, a compressor having a four-pole structure as shown in FIGS. 9 and 10 was obtained.

【0080】図10に示すように、羽根車30には4つ
の細管ブロック39を埋め込み、大風量設計とした。実
施の結果、最大風量の20〜25%以下の領域におい
て、吐出圧力の上昇と共に不安定領域が発生した。した
がって、これらの風量領域での圧縮行程を中止するた
め、フィルター10と空気取入れ口の間に図9のごと
く、吸入調整弁60を設けて外部の圧力スイッチにより
動作させ、低風量領域での圧縮行程を中止する構造とし
た。また、高圧設計のコンプレッサにおいては、2段あ
るいは3段に組み合わせることが必要になる場合があ
る。
As shown in FIG. 10, four small tube blocks 39 were embedded in the impeller 30 to have a large air volume design. As a result of the implementation, in the region of 20 to 25% or less of the maximum air volume, the unstable region occurred with the increase of the discharge pressure. Therefore, in order to stop the compression stroke in these air volume regions, an intake adjustment valve 60 is provided between the filter 10 and the air intake port as shown in FIG. 9 and operated by an external pressure switch, and compression in the low air volume region is performed. The structure is designed to stop the process. Further, in a high pressure compressor, it may be necessary to combine two or three stages.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明にかかる圧縮空気発生装置によれ
ば、製作が容易な複数の細管気道を用い、細管気道内に
生ずる遠心力による加速度を利用することにより、各々
の細管気道内での空気の圧縮工程を均一にかつ安定に
し、サージング現象の発生を防止することができ、オイ
ルなどの消耗材料が不要で運転コストを低減するととも
に、構造が簡単で製作コストを低減することができる。
According to the compressed air generating apparatus of the present invention, a plurality of easily-manufactured thin tube airways are used, and the acceleration due to the centrifugal force generated in the thin tube airways is used, so that each thin tube airway can be produced. The air compression process can be made uniform and stable, the occurrence of the surging phenomenon can be prevented, consumable materials such as oil are not required, and the operating cost can be reduced, and the structure is simple and the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図3のI−I線断面図である。1 is a cross-sectional view taken along line I-I of FIG.

【図2】本発明の第1実施の形態に係る圧縮空気発生装
置の構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram of a compressed air generation device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1実施の形態に係る羽根車の側面図
である。
FIG. 3 is a side view of the impeller according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施の形態に係る羽根車の側面図
である。
FIG. 4 is a side view of the impeller according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施の形態に係る側面板の側面図
である。
FIG. 5 is a side view of the side plate according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施の形態に係る圧縮空気発生装
置の圧縮工程の解説図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a compression process of the compressed air generation device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施の形態に係る羽根車の側面図
である。
FIG. 7 is a side view of an impeller according to a second embodiment of the present invention.

【図8】図7のVIII-VIII線断面図である。8 is a sectional view taken along line VIII-VIII of FIG.

【図9】本発明の第3実施の形態に係る羽根車の側面図
である。
FIG. 9 is a side view of an impeller according to a third embodiment of the present invention.

【図10】図9のX−X線断面図である。10 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.

【図11】従来に係る圧縮空気発生装置の圧縮工程の解
説図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a compression process of a conventional compressed air generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…フィルター 20…ケーシング 21…ベース 22…圧縮空気吐出口 30…羽根車 31R…フランジ 31L…フランジ 32…気道入口 33…細管気道 34…気道出口 35…羽根車空気入口 36…気道 37…内周面(羽根車気道入口面) 38…外周面(羽根車気道出口面) 39…細管気道束 310…前室 311…後室 312…圧縮空気取出し通路羽部 313…圧縮空気取出し通路 314…空気取入れ口羽部 315…気道入口 316…気道出口 10 ... Filter 20 ... Casing 21 ... Base 22 ... Compressed air outlet 30 ... Impeller 31R ... Flange 31L ... Flange 32 ... Airway entrance 33 ... tubular airway 34 ... Airway exit 35 ... Impeller air inlet 36 ... respiratory tract 37 ... Inner surface (impeller airway entrance surface) 38 ... Outer peripheral surface (impeller airway exit surface) 39 ... Small airway bundle 310 ... front room 311 ... Rear room 312 ... Compressed air extraction passage wing 313 ... Compressed air extraction passage 314 ... Air intake wing 315 ... airway entrance 316 ... Airway exit

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ケーシング内で羽根車を回転して、羽根車
の回転中心側に取り込まれた空気を羽根車の外周側から
圧縮空気として取り出すようにした圧縮空気発生装置に
おいて、 前記羽根車は、内周面、外周面、側面板および、細管気
道を有し、 前記内周面は、羽根車の回転中心周りに形成されてい
て、円周方向へほぼ等間隔に位置する気道入口を有して
おり、 前記外周面は、羽根車の外周面を構成していて、前記気
道入口に対応する気道出口を有しており、 前記側面板は、羽根車の両側面を構成しており、 前記細管気道は、前記気道入口と前記気道出口とに連通
していて、羽根車の回転中心を同心にして螺旋状に延び
ていることを特徴とする圧縮空気発生装置。
1. A compressed air generator in which an impeller is rotated in a casing so that air taken into the rotation center side of the impeller is taken out as compressed air from the outer peripheral side of the impeller. , An inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a side plate, and a narrow tube airway, the inner peripheral surface being formed around the rotation center of the impeller and having airway inlets located at substantially equal intervals in the circumferential direction. The outer peripheral surface constitutes an outer peripheral surface of an impeller, and has an airway outlet corresponding to the airway inlet, and the side plate constitutes both side surfaces of the impeller, The compressed air generating device, wherein the narrow tube airway communicates with the airway inlet and the airway outlet and extends spirally with the center of rotation of the impeller being concentric.
【請求項2】ケーシング内で羽根車を回転して、羽根車
の回転中心側に取り込まれた空気を羽根車の外周側から
圧縮空気として取り出すようにした圧縮空気発生装置に
おいて、 前記羽根車は、内周面、外周面、側面板および、細管気
道を有し、 前記内周面は、羽根車の回転中心周りに形成されてい
て、円周方向へほぼ等間隔に、かつ、羽根車の回転軸方
向と平行な方向にほぼ等間隔に位置する複数の気道入口
を有しており、 前記外周面は、羽根車の外周面を構成していて、前記各
々の気道入口に対応する気道出口を複数有しており、 前記側面板は、羽根車の両側面を構成しており、 前記細管気道は、前記対応する気道入口と気道出口とに
連通していて、羽根車の回転中心を同心にして螺旋状に
延びていることを特徴とする圧縮空気発生装置。
2. A compressed air generating device in which an impeller is rotated within a casing so that air taken into the center of rotation of the impeller is taken out as compressed air from the outer peripheral side of the impeller. , An inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a side surface plate, and a narrow tube airway, the inner peripheral surface is formed around the rotation center of the impeller, at substantially equal intervals in the circumferential direction, and It has a plurality of airway inlets located at substantially equal intervals in a direction parallel to the rotation axis direction, the outer peripheral surface constitutes an outer peripheral surface of an impeller, and airway outlets corresponding to the respective airway inlets. A plurality of, the side plate constitutes both sides of the impeller, the capillary airway is in communication with the corresponding airway inlet and airway outlet, concentric with the center of rotation of the impeller Compressed air generating device characterized by being spirally extended .
【請求項3】ケーシング内で羽根車を回転して、羽根車
の回転中心側に取り込まれた空気を羽根車の外周側から
圧縮空気として取り出すようにした圧縮空気発生装置に
おいて、 前記羽根車は、内周面、外周面、側面板および、気道を
有し、 前記内周面は、羽根車の回転中心周りに形成されてい
て、円周方向へほぼ等間隔に位置する気道入口を有して
おり、 前記外周面は、羽根車の外周面を構成していて、前記気
道入口に対応する気道出口を有しており、 前記側面板は、羽根車の両側面を構成しており、 前記気道は、前記気道入口と前記気道出口とに連通して
いて、前室、後室および細管気道束を有しており、 前記前室は、前記気道の前記気道入口側に配されてお
り、 前記後室は、前記気道の前記気道出口側に配されてお
り、 前記細管気道束は、複数の細管気道から成り、 前記各細管気道は、前記前室と前記後室とに連通してい
て、羽根車の回転中心を同心にして螺旋状にそれぞれ延
びていることを特徴とする圧縮空気発生装置。
3. A compressed air generator in which an impeller is rotated within a casing so that air taken into the center of rotation of the impeller is taken out as compressed air from the outer peripheral side of the impeller. An inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a side plate, and an airway, the inner peripheral surface being formed around the rotation center of the impeller and having airway inlets located at substantially equal intervals in the circumferential direction. The outer peripheral surface constitutes an outer peripheral surface of an impeller and has an airway outlet corresponding to the airway inlet, and the side plates configure both side surfaces of the impeller, The airway is in communication with the airway inlet and the airway outlet, and has an anterior chamber, a posterior chamber and a tubular airway bundle, the anterior chamber is arranged on the airway inlet side of the airway, The rear chamber is arranged on the airway outlet side of the airway, and The bundle is composed of a plurality of capillary airways, each of the capillary airways is in communication with the front chamber and the rear chamber, each spirally extending with the center of rotation of the impeller concentric. Compressed air generator.
【請求項4】前記側面板は、フランジを有しており、 前記フランジは、前記羽根車の外周面に対して、羽根車
の回転中心から放射する方向へ延出していて、圧縮空気
取出し通路を有しており、 前記圧縮空気取出し通路は、前記羽根車の外周面に面す
るフランジ内面側から該フランジ内面とは反対側のフラ
ンジ外面側へ向かって、羽根車の回転方向へ斜行してい
ることを特徴とする請求項1、2または3に記載の圧縮
空気発生装置。
4. The side surface plate has a flange, and the flange extends in a direction radiating from a rotation center of the impeller with respect to an outer peripheral surface of the impeller, and a compressed air extraction passage is provided. The compressed air extraction passage is inclined in the rotational direction of the impeller from the flange inner surface side facing the outer peripheral surface of the impeller to the flange outer surface side opposite to the flange inner surface. The compressed air generator according to claim 1, 2 or 3, characterized in that.
【請求項5】前記羽根車の内周面は斜面部を有し、 前記斜面部は、羽根車の回転中心方向に対して羽根車の
回転方向へ傾斜しており、 前記気道入口は、前記斜面部に開設されていることを特
徴とする請求項1、2、3または4に記載の圧縮空気発
生装置。
5. An inner peripheral surface of the impeller has a sloped portion, the sloped portion is inclined in a rotation direction of the impeller with respect to a rotation center direction of the impeller, and the airway inlet is The compressed air generating device according to claim 1, wherein the compressed air generating device is provided on a slope portion.
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