JPH03149378A - 非接触回転ポンプ - Google Patents

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、固定された固定中心体の外周面に密接しなが
ら回転する羽根を有する様に各々構成されたローターが
互いに非接触状態で同期的に互いに判定方向へ回転し合
う非接触回転ポンプと係わり、詳しくはローター歯形間
に挟まれた空間内から流出する時や同空間内へ流入する
時の流体の流動抵抗を増す事なく閉じ込み空間の容積を
縮小させ、全断熱効率を向上させて騒音を低減させたも
のに関する。

（従来の技術） 本発明を理解する為に、既に公知のものであるが本発明
に係わる非接触回転ポンプについて説明する。

第１回において各々のローターは（ケーシングに）固定
された固定中心体５，５′の外周面に密接しながら回転
する羽根１，１′を各々有し、ケーシング内周面に密接
する羽根外周面２（２′）は相手のローター側の固定中
心体５′（５）に形成された欠円部６′（６）の壁面に
密接する様に構成されており、かくして各々のローター
は互いに非接触状態で図示しない同期歯車によって同期
的に互いに判定方向へ回転し合う様になっている。

各々のローターの支え方を側面図として第２，３図に示
すが、第２図の実施例では羽根（１（１′）の両端面に
固定された羽根倒板４（４′）によって支えられ、第３
図の実施例では固定中心体５（５′）内を貫通する軸３
（３′）によって支えられているのである。更に第４図
に示す如く、一方のローターの羽根側面（図では線Ｃ３
に相当する部分）の先端部が固定中心体５から（詳しく
は欠円部６の壁面から）離れる瞬間には、他方のロータ
ーの羽根側面（図では線Ｃ２に相当する部分）の先端部
が遅くとも固定中心体５′に（詳しくは欠円部６′の壁
面に）到達する瞬間の近接位置にある様に構成され、こ
れによりポンプ吐出側（吐出進路９内及びこれと通ずる
部分）とポンプ吸入側（吸入通路８内及びこれと通ずる
部分）との連通が遮断され、ポンプとして機能する様に
なる。

各々のローターの互いに接近し合う関係にある羽根側面
（線Ｃ２と線Ｃ３、線Ｃ１と線Ｃ４）間の最も接近した
部分での間隙が各々全て羽根外周面２（２′）とケーシ
ング内周面との間の間隙（通常で０．０５〜０．１５ｍ
ｍ位）に比し相対的に十分に大である様になっているの
で（通常で３〜４ｍｍ位）、線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４
を精密加する必要がなく、鋳造や射出成形法による地肌
のまま歯形として使用できるので、製作が容易となる。

即ち、線Ｃ３の先端部と線Ｃ２との間の最も接近した状
態での間隙、線Ｃ２の先端部と線Ｃ３との間の同様の間
隙、線Ｃ１の先端部と線Ｃ４との間の同様の間隙、線Ｃ
４の先端部と線Ｃ１との間の同様の間隙を各々全て羽根
外周面２（２′）とケーシング内周面との間の間隙に比
し相対的に十分に大である様に構成しているのである。

今、各々のローターの羽根１，１′によって挟まれた作
動室７（７′）に注目すると、吸入通路８から同作動室
７（７′）内に吸入された流体は同作動室７（７′）の
最大容積状態からポンプ吐出側（吐出通路９内）へ連通
し、以後同作動室７（７′）内の流体はローター間の噛
み合いによって吐出通路９内へ送り出され、第４図に示
す閉じ込み空間１０内に閉じ込まれた流体ポンプ吸入側
へ放出される様になっている。

さて以上の様に構成された非接触回転ポンプでは第４図
に示す閉じ込み空間１０内の流体（吐出通路９内と同一
の圧力の流体である）がポンプ吸入側へ放出される為（
図では１回転毎に２回放出される）。損失が増大し同時
に騒音を発生する欠点があった。

この対策として閉じ込み空間１０の容積を減少させる事
が考えられるが、その為には第１図において線Ｃ３の先
端と線Ｃ２との間の間隙（線Ｃ１の先端部と線Ｃ４との
間の間鋤も）縮小する必要があり、更には線Ｃ２の先端
部と線Ｃ３との間の間鋤（線Ｃ４の先端部と線Ｃ１との
間の間鋤も）をも縮小する必要があり、結果としてこれ
らの間鋤を流通する時の流体の流動抵抗が増し、騒音は
少なくなるものの損失は却って増大し、全断熱効率が悪
化する矛循点が出てくる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、ローター歯形間に挟まれた空間内から
流出する時や同空間内へ流入する時の流体の流動抵抗を
増す事なく閉じ込み空間１０の容積も縮小させて損失を
減少させ、以って全断熱効率を向上させ、騒音を低減さ
せようとしたところにある。

（問題点を解決する為の手段） 本発明は従来の欠点を解決する為に、各々のローターの
羽根の全ての羽根側面も、羽根内部側へ凸の弓形状断面
の羽根側面の中途から先端部にかけての部分を切欠いた
形状とならしめ、更に■一方のローターの進み側の羽根
側面と他方のローターの羽根外周面の遅れ端付近の部分
と固定中心体とによって挟まれた空間内の流体も、同固
定中心体に形成された吐出側連絡口を介してポンプ吐出
側へ通じ得る様に形成された同固定中心体内の吐出側空
間部の流入させる様に構成するか、■一方のローターの
遅れ側の羽根奏面と他方のローターの羽根外周面の進み
端付近の部分と固定中心体とによって挟まれた空間内へ
、同固定中心体に形成された吸入側連絡口を介してポン
プ吸入側へ通じ得る様に形成された同固定中心体内の吸
入側空間部から流体を流入させる様に構成したのである
。

（実施例） 先ず第５図（第４図と同じものである）において二点鎖
線示の如く線Ｃ２，Ｃ３の各々の先端部を切欠いて切欠
き部１１′，１１を形成すれば、線Ｃ２，Ｃ３の各々の
先端部が線Ｃ３，Ｃ２から各々遠ざかった分だけ線Ｃ３
，Ｃ２を２点鎖線示の如く線Ｃ′３，Ｃ′２として羽根
側面を修正する事ができ、線Ｃ２の先端部（切欠き部１
１′の先端部）と線Ｃ′３との間の最も接近した状態で
の間隙や線Ｃ３の先端部（切欠き部１１の先端部）と線
Ｃ′２との間の同様の間隙は第４図の場合と変らず、従
ってこれらの間隙を流通する特の流隠の流動抵抗は第４
図と同様に増加する事はない。しかしながら修正された
羽根側面により第５図の状態で形成される線Ｃ′２と線
Ｃ′３とに挟まれた閉じ込み空間を考えると、線Ｃ２と
線Ｃ′２とにより挟まれた部分と切欠き部１１′との差
に相当する容積、及び線Ｃ３と線Ｃ′３とにより挟まれ
た部分との切欠き部１１との差に相当する容積の合計に
相当する分だけ概ね第４図の閉じ込み空間１０の容積よ
りも減少する事は第５図からも明らかであろう。

線Ｃ１、Ｃ４についても同様に線Ｃ′１，Ｃ′４として
修正すれば、第５図の状態からローターが１８０゜回転
して形成される閉じ込み空間の容積を減少させる事がで
きる。

即ち、各々のローターの羽根の全ての羽根側面も、羽根
内部側へ凸の弓形状断面の羽根側面の中途から先端部に
かけての部分を切欠いた形状とならしめれば、ローター
歯形間の間隙を流通する時の流体の流動抵抗を増加させ
る事なく閉じ込み空間の容積を大幅に減少させる事がで
きるのである。以上を基本として次に本発明を説明する
。

第６図は本発明による非接触回転ポンプの一実施例で、
前述の如く各々のローターの羽根の全ての羽根側面も、
羽根内部側へ凸の俣形状断面の羽根側面の中途から先端
部にかけての部分を切欠いた形状とならしめてあり、線
Ｃ′１，Ｃ′２，Ｃ′３，Ｃ′４は全てこの条件を満た
しているものであり、第７図で形成される閉じ込み空間
１０′は第４図の場合よりも前述した通り遥かに小さく
なるのである。

ところで第６図においては、各々のローターの互いに接
近し合う関係にある羽根側面間の最も接近した部分での
間隙が各々全て羽根外周面２（２′）とケーシング内周
面との間の間隙に比し相対的に十分に大である様に（前
述の如く３〜４ｍｍ位）なっているのであるが（これは
第１図と同様である）、何らかの工夫を加える事により
二点鎮線示の線Ｃ′２を修正して実線の線Ｃ２を羽根側
面とする事ができれば、第７図で形成される閉じ込み空
間１０′は更に減少するはずである。

この為、固定中心体５，５′には各々連通路１４，１４
′を介してポンプ吐出奏へ通ずる只出側空間部１３，１
３′が形成され、かつ欠円部６，６′の壁面のポンプ吐
出倒端部に近接して各々只出側連絡口１２，１２′が形
成されている。

従って、一方のローターの進み側の羽根側面（図では線
Ｃ２に相当する部分）と他方のローターの羽根外周面２
′の遅れ端付近の部分と固定中心体５とによって挟まれ
た空間（線Ｃ′３の先端部が線Ｃ″２に接近するに到っ
た状態の作動室７）内の流体は、ローターの回転に従っ
て只出側連絡口１２を介してポンプ只出側へ通じ得る様
に形成された固定中心体５内の吐出側空間部１３へ流入
する事ができるから、線Ｃ′３の先端部と線Ｃ″２との
間隙をこれに相当するもの（線Ｃ′３の先端部と線Ｃ′
２との間の間隙）が３〜４ｍｍ位であったものを１ｍｍ
位にまで縮小しても、作動室７内の流体がその外部へ押
し出されてゆく時の流動抵抗は全く増加する事がない。

同様にして二点鎖線示の線Ｃ′４を実線の如く線Ｃ４と
修正し、これを羽根側面とする。

かくして吐出側連絡口１２、只出側空間部１３を形成す
る事により第７図で形成される閉じ込み空間１０′は線
Ｃ′２と線Ｃ″２とに挟まれた部分に相当する分だけ容
積が余分に減少するのである。

吐出側空間部１３へ流入した流体は吐出通路９内へ送り
出されてゆくのである。

吐出側連絡口１２′、吐出側空間部１３′についても同
様に説明される。

ところで、第６図からも明らかな様 に作動室７内の流体が図の状態から吐出側空間部１３へ
押し込まれてゆく時には、只出側空間部１３′が吐出側
連絡口１２′を介して吐出通路９内と連通している為、
第８図に示す如く吐出側空間部１３と１３′とを連通さ
せる連通路１５を形成すれば、第６図の連通路１４，１
４′の代りとする事ができる。

尚、第３図の如く軸３（３′）が固定中心体５（５′）
の内部を貫通するものに本発明を実施する場合には、只
出側空間部１３′は第９図の（イ）又は（ロ）の如く形
成する（吐出側空間部１３も同様とする）。

次に第１０図に示す本発明を説明すると、第５図で述べ
た如く各々のローターの羽根の全ての羽根側面も、羽根
内部側へ凸の弓形状断面の羽根側面の中途から先端部に
かけての部分を切欠いた形状とならしめてあり、線Ｃ′
１，Ｃ′２，Ｃ′３，Ｃ′４は全てこの条件を満たして
おり、従って第１１図で形成される閉じ込み空間１０′
は第４図の場合よりも遥かに小さくなるのである。

もちろん第１０図においても、各々のローターの互いに
接近し合う関係にある羽根側面間の最も接近した部分で
の間隙は各々全て羽根外周面２（２′）とケーシング内
周面との間の間隙に比し相対的に十分に大である様に（
前述の通り３〜４ｍｍ位）なっているのであるが（これ
は第１図と同様である）。

何らかの工夫を加える事により２点鎖線示の線Ｃ′３を
修正して実線の線Ｃ″３を羽根側面とする事ができれば
、第１１図で形成される閉じ込み空間１０′は更に減少
するはずである。

この為、第１０図において固定中心体５，５′には各々
吸入側空間部１７，１７、が形成をされると共に各々を
連絡路１８，１８′によってポンプ吸入側へ連通させ、
従って吸入側空間部１７，１７′はポンプ吸入側へ通じ
得る様に構成されているのであり、かつ欠円部６，６′
の壁面のポンプ吸入側端部に近接して吸入側連絡口１６
，１６′が各々形成されている。

従って、一方のローターの遅れ側の羽根側面（図では線
Ｃ″３に相当する部分）と他方のローターの羽根外周面
２の進み端付近の部分と固定中心体５′とによって挟ま
れた空間内へ、吸入側連絡口１６、を介してポンプ吸入
側へ通じ得る様に形成された吸入側空間部１７′から流
体を流入させる事ができるので、線Ｃ′２の先端部と線
Ｃ″３との間の間隙をこれに相当するもの（線Ｃ′２の
先端部と線Ｃ′３との間の間隙）が３〜４ｍｍ位であっ
たものを１ｍｍ位にまで縮小しても、前記空間内へ流体
が吸入されてゆく時の流動抵抗は全く増加する事がない
。

同様に二点鎖線示の線Ｃ′１を実線の如く線Ｃ″１と修
正し、これを羽根側面とする。

かくして吸入側連絡口１６′、吸入側空間部１７′を形
成する事により、第１１図で形成される閉じ込み空間１
０′は線Ｃ′３と線Ｃ″３とに挟まれた部分に相当する
分だけ余分に減少するのである。

吸入側連絡口１６、吸入側空間部１７についても同様に
説明される。

尚、二点鎖線示の如く吸入側空間部１７，１７′を互い
に連通させる連絡路１９を形成すれば、連絡路１８，１
８′の代りとする事ができる事は明らかであろう。

次に、第６図と第１０図における本発明を組み合わせた
ものに相当する本発明を第１２図に示す。

即ち第１２図において、各々のローターの羽根の全ての
羽根側面も、羽根内部側へ凸の弓形状断面の羽根側面の
中途から先端部にかけての部分を切欠いた形状とならし
めてあり、固定中心体５，５′には吐出側連絡口１２，
１２′とポンプ吐出側へ通じ得る様に形成された吐出側
空間部１３，１３′とが備えられ、かつ吸入側連絡口１
６，１６′とポンプ吸入側へ通じ得る様に形成された吸
入側空間部１７，１７′とが備えられている（吐出側空
間部１３，１３´と吸入側空間部１７，１７´とは互い
に連通していない）。１５は連通路、１９は連絡路であ
る。

従って第６，１０図における線Ｃ″１，Ｃ″２，Ｃ″３
，Ｃ″４を第１２図に示す如く羽根側面として全て採用
し、互いに接近し合う関係にある羽根側面間の最も接近
した部分での間隙を３〜４ｍｍ位であった状態から１ｍ
ｍ位にまで縮小しても、ローター歯形間に挟まれた空間
から流出する時や同空間内へ流入する時の流体の流動抵
抗が増す事はないので、第１２図で形成される閉じ込み
空間１０′を第６，１０図におけるそれよりも一段と容
積を減少させる事ができる。

（発明の効果） 以上の如く本発明によれば、各々のローターの羽根の全
ての羽根側面も、羽根内部側へ凸の弓形状断面の羽根側
面の中途から先端部にかけての部分を切欠いた形状とな
らしめてあり、かつローター歯形間に挟まれた空間内か
ら流出する時や同空間内へ流入する時の流体の流動動抵
抗を増す事なく各々のローターの互いに接近し合う関係
にある羽根側面間の最も接近した部分での間隙を３〜４
ｍｍ位であった状態から１ｍｍ位にまで衆小させ得るの
で、閉じ込み空間の容積を大幅に減少させる事ができる
。

即ち第７，１１図における閉じ込み空間１０′は第４図
に従来における閉じ込み空間１０よりも大幅に容積を減
少させる事ができるのであり、更に第１２図によれば、
一段と閉じ込み空間１０′の容積を減少させる事ができ
るのである。

従って第７，１１，１２図の本発明における閉じ込み空
間１０′がローターの回転によってポンプ吸入側へ開放
されても、これによる損失は従来に比し大幅に減少して
おり、それ故に全断熱効率は大幅に向上し、騒音を発生
するエネルギー源も少さくなる為、騒音を極めて効果的
に抑え込む事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１・４図は従来の非接触回転ポンプの図、第２・３図
はローターの支え方を示す図、第５図は本発明の原理を
説明する図、第６・７・８・１０・１１・１２図は本発
明による非接触回転ポンプの図、第９図（イ）・（ロ）
は軸が固定中心体内を貫通する形式のものにおける吐出
側空間部の形成方法を示す図である。 １・１′は羽根、２・２′は羽根外周面、３・３′は軸
、４・４′は羽根側板、５・５′は固定中心体、６・６
′は欠円部、７・７′は閉じ込み空間、１１は切欠き部
、１２・１２′は吐出側連絡口、１３・１３′は吐出側
空間部、１４・１４′・１５は連通路、１６・１６′は
吸入側連絡口、１７・１７′は吸入側空間部、１８・１
８′・１９は連絡路、Ｃ１・Ｃ２・Ｃ３・Ｃ４・Ｃ′２
・Ｃ′３・Ｃ′４・Ｃ″１・Ｃ″２・Ｃ″３・Ｃ″４は
線である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定された固定中心体の外周面に密接しながら回
   転する羽根を有する様に各々構成されたローターであり
   、ケーシング内周面に密接する羽根の羽根外周面が相手
   のローター側の固定中心体に形成された欠円部の壁面に
   密接する様に各々構成されたローターが互いに非接触状
   態で同期的に互いに判定方向へ回転し合い、更に一方の
   側のローターの羽根側面の先端部が固定中心体から離れ
   る瞬間には他方の側のローターの羽根側面の先端部が遅
   くとも固定中心体に到達する瞬間の近傍位置にある様に
   してポンプ吐出側とポンプ吸入側との連通を遮断してお
   く様にし、かつ作動室が最大容積状態からポンプ吐出側
   へ連通する様に構成したポンプであり、前記羽根の全て
   の羽根側面を、羽根内部側へ凸の弓形状断面の羽根側面
   の中■から先端部にかけての部分を切欠いた形状となら
   しめ、かつ一方のローターの進み側の羽根側面と他方の
   ローターの羽根外周面の遅れ端付近の部分と固定中心体
   とによって挟まれた空間内の流体を、同固定中心体に形
   成された吐出側連結口を介してポンプ吐出側へ通じ得る
   様に形成された同固定中心体内の吐出側空間部へ流入さ
   せる様にした事を特徴とする非接触回転ポンプ。
2. （２）固定された固定中心体の外周面に密接しながら回
   転する羽根を有する様に各々構成されたローターであり
   、ケーシング内周面に密接する羽根の羽根外周面が相手
   のローター側の固定中心体に形成された欠円部の壁面に
   密接する様に各々構成されたローターが互いに非接触状
   態で同期的に互いに判定方向へ回転し合い、更に一方の
   側のローターの羽根側面の先端部が固定中心体から離れ
   る瞬間には他方の側のローターの先端部が遅くとも固定
   中心体に到達する瞬間の近傍位置にある様にしてポンプ
   吐出側とポンプ吸入側との連通を遮断しておく様にし、
   かつ作動室が最大容積状態からポンプ吐出側へ連通する
   様に構成したポンプであり、前記羽根の全ての羽根側面
   も、羽根内部側へ凸の弓形状断面の羽根側面の中■から
   先端部にかけての部分を切欠いた形状とならしめ、かつ
   一方のローターの遅れ側の羽根側面と他方のローターの
   羽根外周面の進み端付近の部分と固定中心体とによって
   挟まれた空間内へ、同固定中心体に形成された吸入側連
   絡口を介してポンプ吸入側へ通じ得る様に形成された同
   固定中心体内の吸入側空間部から流体を流入させる様に
   した事を特徴とする非接触回転ポンプ。
3. （３）一方のローターの遅れ側の羽根側面と他方のロー
   ターの羽根外周面の進み端付近の部分と固定中心体とに
   よって挟まれた空間内へ、同固定中心体に形成された吸
   入側連絡口を介してポンプ吸入側へ通じ得る様に形成さ
   れた同固定中心体内の吸入側空間部から流体を流入させ
   る様にした特許請求の範囲第１項記載の非接触回転ポン
   プ。