JP3829405B2 - 回転式ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリンダ室内でベーンが配設されたローターを回転させることにより、流体を圧縮して吐出させる回転式ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の回転式ポンプは、シリンダのシリンダ室内に、複数のベーンが設けられたローターが回転自在に設けられている。
【０００３】
このローターは、シリンダ室のシリンダ中心軸とオフセットされたローター中心軸を中心として回転されるようになっており、又、複数のベーンは、ローターに放射状に配置され、各ベーンは、半径方向に沿って移動自在に設けられている。
【０００４】
このローターを回転させることにより、各ベーンの先端がシリンダ室の内壁に沿って摺動し、シリンダ室の入口からシリンダ室に流体を吸入して圧縮した後、シリンダ室の出口から圧縮流体を外部に吐出するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものにあっては、ベーンがシリンダ室内壁を繰り返して摺動することによって磨耗し、この磨耗が許容限界を越えると、ポンプとしての能力が低下してしまう。かかる場合には、シリンダ室内壁のみ磨耗しているにも拘わらず、ポンプ全体を交換しなければならず、経済的でなかった。
【０００６】
そこで、この発明は、シリンダ室内壁が磨耗した場合でも、その磨耗した一部のみ交換すれば良く、全体を交換する必要がない回転式ポンプを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、シリンダのシリンダ室内にローターが配設され、該ローターは、前記シリンダ室のシリンダ中心軸に対してオフセットされた位置のローター中心軸を中心として回転自在に設定され、該ローターには、複数のベーンが放射状に配置され、該各ベーンが半径方向に沿って移動自在に設けられ、前記ローターを回転させることにより、前記各ベーンの先端が前記シリンダ室の内壁に沿って摺動し、前記シリンダ室の入口からシリンダ室に流体を吸入して圧縮した後、該シリンダ室の出口から圧縮流体を外部に吐出する回転式ポンプにおいて、前記シリンダは、シリンダ本体と、該シリンダ本体のシリンダ室内に配設されたシリンダライナーとを有し、前記シリンダ本体には、前記シリンダ室の入口となる本体側入口及び、前記シリンダ室の出口となる本体側出口が形成され、前記シリンダライナーには、前記本体側入口及び本体側出口と対応した位置に、ライナー側入口及びライナー側出口が形成され、前記シリンダ本体と前記シリンダライナーとを、前記本体側入口及び本体側出口と前記ライナー側入口及びライナー側出口とが一致する回転位置で固定する固定手段を有し、該固定手段は、前記シリンダ本体と前記シリンダライナーとの合わせ目に跨って、前記シリンダ本体と前記シリンダライナーの各々の開口端部側に軸方向に沿って形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部に対して着脱自在に螺合される回止めビスとからなる第１固定手段を備え、前記回止めビスが前記雌ねじ部から外されることにより、前記シリンダライナーが前記シリンダ本体から外され、前記回止めビスが前記雌ねじ部に螺合されることにより、前記シリンダライナーが前記シリンダ本体に固定され、前記シリンダライナーが交換可能となるように構成された回転式ポンプとしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記固定手段は、前記シリンダライナーを前記シリンダ本体内に挿入して締りばめにより固定するようにした第２固定手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１乃至図５には、この発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
まず構成を説明すると、図中符号１はシリンダで、このシリンダ１のシリンダ室１ａ内に、複数のベーン２が設けられたローター３が回転自在に配置されている。
【００１２】
このシリンダ１は、シリンダ本体４と、シリンダライナー５とから構成されている。このシリンダ本体４は、鋳造により形成され、シリンダ室１ａの周囲に冷却水ジャケット４ａが形成されると共に、図１に示すように、空気をシリンダ室１ａに吸引する吸引通路４ｂ及び外部に圧縮空気を排出する排出通路４ｃが形成されている。この吸引通路４ｂのシリンダ室１ａ側に、シリンダ室１ａの入口となる本体側入口が形成され、又、この排出通路４ｃのシリンダ室１ａ側に、シリンダ室１ａの出口となる本体側出口が形成されている。
【００１３】
また、前記シリンダライナー５には、前記本体側入口及び本体側出口と対応した位置に、ライナー側入口５ａ及びライナー側出口５ｂが形成されており、このシリンダライナー５は、いわゆる冷しばめにより、シリンダ本体４内の所定位置に固定されている。
【００１４】
さらに、このシリンダライナー５とシリンダ本体４との間には、図３に示すように、雌ねじ部６が２ヶ所形成され、この雌ねじ部６に回止めビス７が螺合されている。
【００１５】
これら回止めビス７や冷やしばめにより、シリンダライナー５が所定の回転位置で固定されて回り止めがなされる。
【００１６】
これらシリンダ本体４とシリンダライナー５の材質としては、特に限られるわけではないが、シリンダ本体４が「ＦＣー２５」等を使用でき、シリンダライナー５が「ＦＣＤ４５」などが耐磨耗性向上のために適している。
【００１７】
また、前記ローター３は、略円柱状を呈し、図１に示すように、シリンダ室１ａのシリンダ中心軸０１に対してオフセットされた位置のローター中心軸０２を中心として回転されるようになっている。
【００１８】
このローター３には、複数の配設溝３ａが放射状に形成され、これら配設溝３ａのそれぞれにベーン２が、半径方向に沿って移動自在に挿入されている。そして、このベーン２の先端が、ローター３を回転させることにより、シリンダ室１ａ内壁、つまり、シリンダライナー５内壁に沿って摺動するようになっており、シリンダ室１ａに前記吸引通路４ｂを通して「流体」としての空気を吸入して圧縮した後、シリンダ室１ａから排出通路４ｃを通して圧縮空気が外部に吐出されるようになっている。
【００１９】
さらに、図２に示すように、このシリンダ１の両側には、エンドプレート８，９が固定されて、シリンダ室１ａの両側が閉じられると共に、ローター３の軸３ｂを回転自在に支持するベアリング１０等が設けられている。
【００２０】
このような回転式ポンプは、ローター３が回転されることにより、ベーン２の先端がシリンダ室１ａ内壁、つまり、シリンダライナー５内壁を摺動することにより、空気が吸引通路４ｂを介してシリンダ室１ａ内に吸入されて圧縮され、この圧縮空気が排気通路４ｃを介して外部に排出されることとなる。この場合には、ベーン２からシリンダライナー５に回転方向の力が作用するが、このシリンダライナー５はいわゆる冷しばめによりシリンダ本体４に固定すると共に、このシリンダライナー５とシリンダ本体４との間に回止めビス７が螺合されて回り止めされていることと、圧縮熱によりシリンダライナー５は昇温され、シリンダ本体４は冷却水で冷却されるために、運転中は常に０．１ｍｍ以上の締まりばめを保つことから、このシリンダライナー５が回転することがない。従って、このシリンダライナー５のライナー側入口５ａ及びライナー側出口５ｂと、シリンダ本体４の本体側入口及び本体側出口との位置がズレるようなことがなく、正常運転を継続することができる。
【００２１】
そして、このような使用を続けることにより、ベーン２の先端がシリンダライナー５内壁を摺動するため、このシリンダライナー５が磨耗し、能力が低下する虞がある。
【００２２】
かかる場合には、シリンダライナー５を交換するだけで、従来のようにポンプ全体を交換する必要なく、その能力を維持することができる。
【００２３】
このシリンダライナー５の交換は以下のように行う。すなわち、このシリンダライナー５の内面に係止部材（不図示）を例えば溶接により固定し、シリンダ本体４を暖めて膨張させた後、その係止部材を介してシリンダライナー５を引っ張ることにより、磨耗したシリンダライナー５をシリンダ本体４から外す。
【００２４】
その後、今度は、新しいシリンダライナー５をシリンダ本体４に装着する。この新しいシリンダライナー５の外径は、シリンダ本体４のシリンダ室１ａ内壁の径より＋０．１ｍｍの基準で製作されている。また、このシリンダライナー５のライナー側入口５ａ及びライナー側出口５ｂは、転写紙にてマーキングされることにより、孔開けされる。
【００２５】
そして、このシリンダライナー５をドライアイスにてマイナス７０°まで冷却して収縮させた後、シリンダ本体４内に挿入する。その後、常温に戻った状態では、シリンダライナー５の締め代は、０．１ｍｍの締りばめとなる。
【００２６】
次いで、タッピングにより、シリンダ本体４とシリンダライナー５との間に雌ねじ部６を形成し、この雌ねじ部６に回止めビス７を螺合させる。
【００２７】
このようにしてシリンダライナー５を交換することにより、従来のように装置全体を交換する必要なく、能力を維持できるため、極めて経済的である。
【００２８】
なお、上記実施の形態では、シリンダライナー５は冷やしばめにより、シリンダ本体４に固定されているが、焼きばめでも良いことは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載の発明によれば、ベーンの摺動により、シリンダ室内壁が磨耗した場合には、シリンダライナーを交換するだけで、従来のように装置全体を交換する必要がなく、極めて経済的である。
【００３０】
また、このポンプは回転式であり、作動時には、シリンダライナーに回転方向の力が作用するが、このシリンダライナーは、固定手段により、回転方向の位置が規制されているため、シリンダ本体の本体側入口及び本体側出口と、シリンダライナーのライナー側入口及びライナー側出口との位置ズレが発生することがない。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加え、締まりばめを用いて、シリンダライナーをシリンダ本体に固定しているため、シリンダライナーをシリンダ本体内に密着させて固定することができると共に、シリンダライナー交換時にはシリンダ本体を暖めたりすることにより、比較的簡単にシリンダライナーを外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す回転式ポンプの断面図である。
【図２】同実施の形態に係る回転式ポンプの分解斜視図である。
【図３】同実施の形態に係るシリンダーのシリンダ室部分の断面図である。
【図４】同実施の形態に係るシリンダライナーの断面図である。
【図５】同実施の形態に係るシリンダライナーの展開図である。
【符号の説明】
１ シリンダー
1a シリンダ室
２ ベーン
３ ローター
４ シリンダ本体
５ シリンダライナー
5a ランナー側入口
5b ランナー側出口
O1 シリンダ中心軸
O2 ローター中心軸

Claims (2)

1. シリンダのシリンダ室内にローターが配設され、該ローターは、前記シリンダ室のシリンダ中心軸に対してオフセットされた位置のローター中心軸を中心として回転自在に設定され、該ローターには、複数のベーンが放射状に配置され、該各ベーンが半径方向に沿って移動自在に設けられ、前記ローターを回転させることにより、前記各ベーンの先端が前記シリンダ室の内壁に沿って摺動し、前記シリンダ室の入口からシリンダ室に流体を吸入して圧縮した後、該シリンダ室の出口から圧縮流体を外部に吐出する回転式ポンプにおいて、
   前記シリンダは、シリンダ本体と、該シリンダ本体のシリンダ室内に配設されたシリンダライナーとを有し、前記シリンダ本体には、前記シリンダ室の入口となる本体側入口及び、前記シリンダ室の出口となる本体側出口が形成され、前記シリンダライナーには、前記本体側入口及び本体側出口と対応した位置に、ライナー側入口及びライナー側出口が形成され、前記シリンダ本体と前記シリンダライナーとを、前記本体側入口及び本体側出口と前記ライナー側入口及びライナー側出口とが一致する回転位置で固定する固定手段を有し、
   該固定手段は、前記シリンダ本体と前記シリンダライナーとの合わせ目に跨って、前記シリンダ本体と前記シリンダライナーの各々の開口端部側に軸方向に沿って形成された雌ねじ部と、該雌ねじ部に対して着脱自在に螺合される回止めビスとからなる第１固定手段を備え、
   前記回止めビスが前記雌ねじ部から外されることにより、前記シリンダライナーが前記シリンダ本体から外され、前記回止めビスが前記雌ねじ部に螺合されることにより、前記シリンダライナーが前記シリンダ本体に固定され、前記シリンダライナーが交換可能となるように構成されたことを特徴とする回転式ポンプ。
2. 前記固定手段は、前記シリンダライナーを前記シリンダ本体内に挿入して締りばめにより固定するようにした第２固定手段を備えたことを特徴とする回転式ポンプ。

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