JPH01249973A

JPH01249973A - スパイラル原理による圧送機械

Info

Publication number: JPH01249973A
Application number: JP63068350A
Authority: JP
Inventors: Kolb Roland; ローランド・コルプ; Juerg Weber; ユルク・ヴエーバー
Original assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Asea Brown Boveri Ltd; ABB AB
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-10-05
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: BR8801295A; DE3861482D1; JP2545432B2; ATE59880T1; ES2023227B3; EP0284774A1; EP0284774B1; US4861244A; CH673874A5

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、固定のケーシング内に配設された少なくとも
牛つの送出室を備えた圧縮性媒体用の圧送機械であって
、前記送出室が牛つの場合には、各ケーシング半体が、
ほぼ１８０ｏ相互にずらされて流入口から流出口へ向け
てスパイラル状に延びているところの２つの送出室を有
しており、この省合該各送出室には、該送出室内に嵌入
する圧送体が配設されており、該圧送体は、スパイラル
状の回り縁として、前記ケーシングに対して偏心的に駆
動可能な円板状の揺動体上に垂直に固設されており、前
記ケーシング内において前記揺動体を案内するために、
ｉｌの偏心駆動手段に対して間隔を置いて配設された第
２の偏心案内手段が設けられているところの圧送機械に
関する。

〔従来の技術〕

この種の圧送機械は、例えば西独特許発明第２６０３４
６２号明細書により公知である。この機械は、例えば空
気又は空気−燃料混合気からなるガス状の作動媒体をほ
とんど脈動させることなく送出する点で際立っており、
それゆえ内燃機関に過給する目的にも有利に利用するこ
とができる。

圧縮機として作動するこのような圧送機械を運転する間
に、スパイラル状の圧送体と送出室の両日筒壁との間の
送出室に沿って、スパイラル形状の曲率が種々異なって
いる結果、複数のほぼ三日月形の作動空間が閉じ込めら
れる。この作動空間は、作動媒体流入口から送出室を経
て作動媒体流出口へと移動する。この間作動空間の容積
は連続的に減少し、そして作動媒体の圧力はそれに応じ
て高められる。圧送体は、円板状の揺動体に本質的に垂
直に立設されたスパイラル状の回り縁により構成されて
おり、該回り縁はその厚みに比して大きな軸方向長さを
有している。固定ケーシングの側も類似している。

即ち、同様にスパイラル状の回り線型式のウェブが、軸
方向及び周方向において壁厚に比して犬ぎな長さを持っ
て、送出室の間で静止している。

並進的円運動によるスパイラル部分に基づ（圧送体の精
確な転勤運動は、例えば西独特許出願公開第３１０７２
３１号明細書に記載されているような、第１のクランク
を駆動し、第２のクランクを案内するところの２重クラ
ンク機構によって達成されている。

軸方向に広い幅を持つ圧送体のケーシングに対する平行
的案内が、製造誤差が原因で不正確になるということは
、太ぎな問題である。このため、西独特許出願公開第３
２３１７５６号明細書において、次のような対策が提案
されている。案内要素は、クランクではな（て、一方が
ケーシングに、そして他方が圧送体に枢着されたクラン
クアームにより構成されており、該クランクアームの長
さは駆動クランクの長さよりも長（なっている。これに
おいても、スパイラル状の回り縁は、偏心クランク機構
を支承するゼスを有する円板に対して軸方向に離れて配
設されている。この円板は、回り縁をもって半径方向で
限定されている。この場合、ケーシングと圧送体間の運
動条件により変動するすぎ間は、案内要素の特殊な構成
によって接触することな（最小化されている。この場合
、縦のすぎ間は、ケーシング、案内要素及び圧送体のオ
ーツ々−ラッゾする半径面によって限定される。この案
内方式及びシール方式の利点は、円板状の揺動体の直径
、即ちケーシングの直径がクランクの長さの２倍分だけ
縮小され得ることにあると考えられる。

この利点は、ここにおいて基礎となる前述の西独特許出
願公開第３１０７２３１号明細書に記載の構造にあって
は与えられていない。この構造においては、揺動円板は
、回り縁よりも、圧送体の各位置において必要なケーシ
ングクリアランスをオーツ々−ラップする分だけ半径方
向で大きい。シール作用は、円板とケーシング間の最小
化された軸方向のすき間によって行われる。しかしなが
ら、それには、まず、圧送体及びケーシングの著しい大
型化を前提とし、その次に、必要となるシール線の相当
な増加を前提としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、この対応策を講じるものである。

本発明の基礎となる課題は、冒頭に記載の型式の機械に
、２番目の構造型式の利点を付与すること、即ち小直径
化、軽量化、そして小容積化を施すことにある。

本発明によれば、この課題は、第１の送出室の外側円筒
壁を持つウェブが、ほぼ１８０°ずらされた第２の送出
室の流入口の範囲において、該第２の送出室の内側円筒
壁を持つウェブとして連続していること、円板が、回り
縁をもって半径方向で限定されるとともに、スパイラル
部分の流入口の範囲においてケーシングを貫通しており
、またそのためにケーシング半体の送出室の内側円筒壁
が、該円板の厚さ分だけ低（なっているとともに、高（
なっている外側円筒壁と低（なっている内側円筒壁間の
移行部が、円形の壁段として構成されており、そしてこ
の場合、半径方向に隣接する各送出室内に種々の圧力が
生ずるように機械が周期的に作動している間、前記円形
の壁段が、該壁段の高さにわたって延びるシール線を形
成すべ（、前記円板の円弧状の切欠きと共働することに
よって解決される。

即に論評された西独特許出願公開第３２３１７５６号明
細書において基本となるシール部分は、ここにおいてし
かるべき変更を加えて応用されている。確かに、西独実
用新案第６５１１７０７、２号明細書を表面的に考察す
れば、ス・ぐイラル流入・流出部間の円板の円形の切欠
きに基づいて、本発明の構成がそこに既に記載されてい
ると思われるかもしれない。しかしながら、そこにおい
てはシール性の問題が全（解決されていない。なぜなら
１、円運動に際してスパイラル部の流入領域は、いずれ
の場合にも流出領域に連通しているからである。

しかしながら、本発明においては、円運動に際して、同
一の圧力が存在している送出室のみが互いに連通ずると
いう思想が根底にある。隣接している室内の圧力が相違
する場合、シール作用が発揮される。この部分は、やは
り、少なくとも２つのス／ぐイラル部？持ダ肋こ式の構
成においてのみ可能である。

〔実施例〕

本発明の実施例は、図面に概略的に示されている。見や
すくするために、第１，２図にお（・ては、機械を１分
解した状態で示している。駆動部は、本発明においては
本質的でないので示されていない。；駆動部は第１図に
おいて単に示唆されているにすぎない。

同じ（本発明の対象でない圧縮機の作動態様の説明に関
しては、前述の西独特許発明第２６０３４６２号明細書
を参照すべきである。理解のために必要不可欠な機械構
造とプロセスの進行のみを以下に簡単に記載する。

第２図において、機械の揺動体は符号１によって全体的
に示されている。円板２０両側面には、それぞれ２つの
相互に１８０°ずらされてス・ξイラル状に延びている
圧送体が配設されている。円板２上に垂直に保持されて
いる回り縁３゜３′が問題となる。スパイラル自体は、
ここに示された例においては、複数の互いに接続された
円弧から構成されている。壁厚に対して軸方向長さを前
記したように大きな割合にしているので、回り縁３，３
′の導入端は、それぞれ強固に作られている。ゼスは、
符号牛によって示されており、該ゼスによって円板２は
図示されていない軸受上に設置される。この軸受自体は
、駆動軸の一部である偏心円板上に着座している。

案内軸受を収容するための回り縁３，３′の半径方向の
外側に配設されたアイは、符号５によって示されている
。この案内軸受は偏心ピン上に設置されている。この偏
心ピンは、それ自体案内軸の一部分である。駆動軸上の
偏心円板の偏心距離ｅは、案内軸上の偏心ピンのそれに
一致する。スパイラルの流出部において、円板２に貫通
孔６が設けられており、それによって媒体は、円板の一
側から他側に達することがでさ、例えば、片側のみに配
設された中心流出口より流出せしめられることになる。

第１図には、２つの半体により構成され、ねじ継手を受
は入れるための固定アイによって相互に連結される機械
ケーシングの下側ケーシング半体７が示されている。９
は駆動軸の収容部を、１０は案内軸の収容部を象徴して
いる。１１．１１’は、ｌ　８０’相互にずらされた２
つの送出室を示しており、該送出室は、スパイラル状の
スリットの如（両ケーシング半体内に配設されている。

この送出室は、それぞれ、ケーシングのスパイラル部の
外周に配設された流入口１２．１２’からクーシング内
部に設けられた、両送出室に共通の流出口１３まで延び
ている。この送出室は、本質的に平行であって、互いに
一定間隔を置いて配設された円筒壁１４，１４’。

１５．１５’を有しており、該円筒壁は、この場合円板
２の圧送体と同様に、ス・ぐイラル部をほぼ３６０Ｄ包
囲している。円筒壁間°には圧送体３゜３′が嵌入して
おり、該圧送体の曲率は、回り縁がケーシングの内側及
び外側円筒壁に複数の例えば２つの位置においてほぼ接
するように配分されている。

第１図によれば、流入口１２′の領域において、外側円
筒壁１４を持つウェブ１７が、内側円筒壁１５′を持つ
ウェブ１８′に続いていることがわかる。この措置は、
流入口１２の領域においても講じられている。もつとも
、この場合案内偏心輪があるために、幾何学的にはい（
ら力）すらされている。ウェブ１７′からウェブ１８へ
の移行部は、収容部１０のほぼ直径分だけずらされてい
る。

２つの間隔をおいた偏心輪装置（４，９，５゜１０）は
、揺動体ｌの駆動及び案内を行う。死点において揺動体
の一義的な案内を達成するために、この両偏心輪装置は
、示唆された歯付ベルト伝動部１６により正確な角度で
同期せしめられる。この２重偏心輪駆動により、揺動円
板のすべての点、そして即ち両回り縁３，３′のすべて
の点が円形の摺動運動を実行する。

回り縁３，３′が付属の送出室の内側及び外側円筒壁に
何度も交互に接近する結果、回り縁の両側には、作動媒
体を閉じ込める三日月形の作動室が形成される。この作
動室は、揺動円板を駆動する間に、送出室を経て流出口
の方向へ移動せしめられる。この時、作動室の容積は減
少し、そして作動媒体の圧力はそれに応じて高められる
。

第２図は、円板２が、（半径方向に突出するアイ５かの
推測されるように）回り縁３，３′をもって半径方向で
限定されていることを示している。このことは即ち、円
板が少なくとも一方のケーシング半体を、流入口１２．
１２’の範囲で半径方向に貫通しなければならないこと
を意味している。この場合においては、この点は下側の
ケーシング半体７について行われている。

このために、内側に位置するウェブ１８．１８’は、外
側に位置するウェブ１７，１７’と比べて円板の厚さ分
だけ低（なっている。この措置により、下側のケーシン
グ半体にＪ６いて、送出室１１．１１’を流出口のとこ
ろまで円板２を介して互いにシールするところのシール
縁を内側ウェブ１８，１８’にだけ配設すればよいとい
う利点が生まれる。

もし、ウェブ１７からウェブｌ　８’への移行部が、角
ぼっていて、半径方向に延びており、その結果、円板（
２）を対応する流入部分において半径方向で終わらせて
いるならば、送出室１１．１１’の間に漏れが発生する
であろう。

第１図そして特に第３図から理解できるように、前記移
行部は、半径Ｒ１０円形の壁段１９゜１９′として構成
されている。円板２における対向面には、対応する円弧
形状の切欠き２０，２０′が設けられており、この場合
切欠きの半径Ｒ２は、偏心距離ｅ十半径Ｒ１に相当する
。機械を運転する際に、この壁段ＩＱ、１９’が、シー
ル線２１を形成すべ（、円弧形状の切欠き２０゜２０′
と共働作用している態様は、第４〜７図に示されている
。

第牛図の角度位置０°においては、外側送出室１１ａの
吸い込みが丁度終了している０回り縁３は、流入口１２
においても流出口１３においても外側円筒壁１４に接し
ている（図示されていない）。反対側においては、内側
送出室１１′ｉの吸い込み行程が終了している。即ち、
回り縁３′は、内側円筒壁１５′に流入側−と流出側で
接している。揺動体が更に揺動して、送出行程、つまり
スパイラルの形状に応じた圧縮行程が、三日月形の閉じ
た作動室において開始された時、送出媒体が流入口１２
′の方に逃げないようにするだめに、Ａ点におけるシー
ル作用が必要不可欠である。この反対側においては、こ
のことは不要である。というのは、内側送出室１１１も
また外側送出室１１′ａも、それぞれの流入口１２．１
２’に向けて開放されているからである。

第５図の角度位置９０°においては、Ａ点において切欠
き２０が、まるい壁段１９の回りをどのように転動し、
そしてその時シール作用をどのように維持するのかを示
している。

第６図の角度位置１８０°においては、外側送出室１１
′ａの吸い込み行程が終了している。作動媒体がアイ領
域の低くなっているウェブ部分を越えて流入口１２の方
へ逃げないようにするために、Ａ′点においてシールが
行われなければならない。

角度位置２７００においては、Ａ点では引き続きシール
作用が行われ、そして流入口１２′ではシール作用が不
要になっている。これは、流入口１２′においては、内
側送出室も外側送出室も、その流入口に向けて開放され
ており、同一圧力がそこに生じているからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の壁形状を持つケーシング部分を示す
図、第２図は、揺動体を示す図、第３図は、スパイラル
流入部の部分的斜視図、第１図、第５図、第６図及び第
７図は、第１図のケーシング部分内に位置する第２図の
揺動体が０°、９０°、１８０°、２７０°の角度位置
にある場合の部分平面図である。１・・・揺動体、２・・・円板、３，３′・・・回り縁
、牛・・・ゼス、５・・・アイ、６・・・貫通孔、７・
・・ケーシング半体、δ・・・固定アイ、１１．１１’
・・・送出室、１ｉｆｔ　　ＬＬ’ｉ−・・内側送出室
、ｌｌａ＄ｌｌ’ａ・・・外側送出室、１２．１２’・
・・流入口、１３・・・流出口、１４．１４’・・・外
側円筒壁、１５．１５’・・・内側円筒壁、１７，１７
’・・・外側ウェブ、１８゜１８′・・・内側ウェブ、
１９，１９’・・・円形の壁段、２０．２０’・・・切
欠き、２１・・・シール線、Ａ、Ａ’・・・転動点、ｅ
・・・偏心距離、Ｒ１・・・１９，１９’の半径、Ｒ２
・・・２０，２０’の半径Ｆｉｇ、　３

Claims

【特許請求の範囲】１、固定のケーシング内に配設された少なくとも４つの
送出室を備えた圧縮性媒体用の圧送機械であつて、前記
送出室が４つの場合には、各ケーシング半体（７）は、
ほぼ１８０°相互にずらされて流入口（１２、１２′）
から流出口（１３）へ向けてスパイラル状に延びている
ところの２つの送出室（１１、１１′）を有しており、
この場合各送出室には、該送出室内に嵌入する圧送体が
配設されており、該圧送体は、スパイラル状の回り縁（
３、３′）として、前記ケーシングに対して偏心的に駆
動可能な円板状の揺動体（１）上に垂直に固設されてお
り、前記ケーシング内において前記揺動体を案内するた
めに、第１の偏心駆動手段（４、９）に対して間隔を置
いて配設された第２の偏心案内手段（５、１０）が設け
られているところの圧送機械において、第１の送出室（
１１、１１）の外側円筒壁（１４、１４′）を持つウェ
ブ（１７、１７′）は、ほぼ１８０°ずらされた第２の
送出室（１１′、１１）の流入口（１２′、１２）の範
囲において、該第２の送出室（１１′、１１）の内側円
筒壁（１５′、１５）を持つウェブ（１８′、１８）と
して連続していること、円板（２）は、前記回り縁（３
、３′）をもつて半径方向で限定されるとともに、スパ
イラル部分の前記流入口（１２、１２′）の範囲におい
て前記ケーシングを貫通しており、またそのために前記
ケーシング半体（７）の前記送出室の前記内側円筒壁（
１５、１５′）が、該円板の厚さ分だけ低くなつている
とともに、高くなつている外側円筒壁（１４、１４′）
と低くなつている内側円筒壁（１５、１５′）間の移行
部が円形の壁段（１９、１９′）として構成されており
、そしてこの場合、半径方向に隣接する各送出室（１１
、１１′）内に種々の圧力が生ずるように機械が周期的
に作動している間、前記円形の壁段（１９、１９′）は
、該壁段の高さにわたつて延びるシール線（２１）を形
成すべく、前記円板（２）の円弧状の切欠き（２０、２
０′）と共働することを特徴とする圧送機械。２、前記切欠き（２０、２０′）は、偏心距離（ｅ）＋
前記壁段（１９、１９′）の半径（Ｒ１）の値に合致し
ている半径（Ｒ２）を有することを特徴とする請求項１
記載の圧送機械。