JPH11182486A - Compressed air generating device - Google Patents

Compressed air generating device

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JPH11182486A
JPH11182486A JP34956597A JP34956597A JPH11182486A JP H11182486 A JPH11182486 A JP H11182486A JP 34956597 A JP34956597 A JP 34956597A JP 34956597 A JP34956597 A JP 34956597A JP H11182486 A JPH11182486 A JP H11182486A
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airway
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compressed air
outer peripheral
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治生 折橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compressed air generating device which can prevent occurrence of a surge phenomenon, reduce the running cost, and suppress the costs for fabrication. SOLUTION: A plurality of thin air ducts 33 are provided which are easy to fabricate, and the air compression process in each air duct 33 is made uniform and stable by utilizing acceleration owing to the centrifugal force generated in the air duct 33, which should prevent occurrence of a surge phenomenon, reduce the running cost through omission of any exhausting material such as oil, and suppress the costs for fabrication because of simplified structure.

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 in which an impeller is rotated in a casing so that air taken into the center of rotation of the impeller is taken out from the outer periphery of the impeller as compressed air. About.

【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 current manufacturing industry, a compressed air power source is one of the precious power sources because it requires little after-treatment. Compressed air is used for a wide variety of purposes, including 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。
In order to produce compressed air, a great deal of electric power is consumed. Therefore, if a slight increase in efficiency is achieved, 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, gas compression methods include a capacity compression method and a turbo method. In the case of the capacity compression system, the reciprocating type and the screw type are mainly used. In the capacity compression method, as shown in the letters, compressed air is obtained by tightening a closed space, and 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。
[0005] In the case of the turbo system, the spiral impeller is rotated at an extremely high speed (40,000 revolutions), and compressed air is generated on the blade surface in the rotating direction of the impeller by utilizing the inertial load of air. Is to happen. At this time, since the generated compressed air has a large kinetic energy in the circumferential direction, when the compressed air is pushed out from the impeller, the air is also compressed by colliding with the impeller case or the like. More specifically, as shown in FIG. 11, the compression of the air is a blow compression in which air is strongly blown on the blade surface by several blades and a 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, in the case of a screw type which is generally used in a capacity compression type, when oil is used for a seal, In addition, there are problems such as mixing of oil into compressed air, oil management, increase in power consumption at low load, and time required for restart. If oil is not used, the sealing efficiency between the rotors and ultra high speed rotation exceeding 10,000 rotations per minute 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。
[0007] On the other hand, in the air compression operation of a turbo-type compressor, it is difficult to make the compression stroke uniform on the blade surface. Avoid vibration and resonance. In other words, it is necessary to provide the impeller with ultra-high speed rotation, and in the region below the middle air volume, a surging phenomenon (turbulence, backflow, their vibration, resonance) occurs, and the compression action becomes unstable, and the control becomes unstable. It becomes difficult and has practical problems. In the compression stroke, 80,000G
The structure is expensive due to the striking of the air with the above acceleration. Further, it is difficult to reduce the size of the turbo system for the above-described reason, and only the large system exists on 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。
In general, a compressed air generator can be applied to small to large capacity ones, can operate with high efficiency, is easy to operate and maintain, and can easily produce clean compressed air. In addition, it is desired that the motor has a rotation speed of a general-purpose motor 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 in view of such a conventional problem, and uses a plurality of capillary airways which are easy to manufacture and utilizes the acceleration due to the centrifugal force generated in the rotating body, thereby making each of them smaller. Uniform and stable air compression process in the capillary airway prevents surging phenomenon, eliminates oil and other consumable materials, reduces operating costs, and has a simple structure and reduces manufacturing costs. It is an object of the present invention to provide a compressed air generator capable of performing the above-mentioned operations.

【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。
Means for Solving the Problems The gist of the present invention for solving the above problems lies in the following inventions. [1] The impeller (30) is rotated in the casing (20) so that 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);
An airway inlet (32) is formed around the center of rotation of the impeller (30) and is located at substantially equal intervals in the circumferential direction, and the outer peripheral surface (38) is provided on the impeller (30). An outer peripheral surface (38), an airway outlet (34) corresponding to the airway inlet (32), and the side plates forming both side surfaces of the impeller (30); The capillary airway (33) includes the airway inlet (32) and the airway outlet (3).
4) The compressed air generating device, wherein the compressed air generating device communicates with the impeller (30) and extends spirally with the rotation center of the impeller (30) 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), 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). Are the inner peripheral surface (37), the outer peripheral surface (38),
It has a side plate and a capillary airway (33), and the inner peripheral surface (37) is formed around the rotation center of the impeller (30), and is arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction, and (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 an outer peripheral surface (38) of the impeller (30), has a plurality of airway outlets (34) corresponding to the respective airway inlets (32), and the side plate is provided with a blade. Car (3
0), wherein said tubular airways (33)
Is the corresponding airway inlet (32) and airway outlet (34)
And a helical extending concentrically with the center of rotation of the impeller (30).

【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) in the casing (20)
0), 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). Are the inner peripheral surface (37), the outer peripheral surface (38),
It has a side plate and an airway, and the inner peripheral surface (37) has an airway inlet (315) formed around the rotation center of the impeller (30) and located at substantially equal intervals in the circumferential direction. The outer peripheral surface (38) constitutes an outer peripheral surface (38) of the impeller (30), and has an airway outlet (316) corresponding to the airway inlet (315); The side plate constitutes both side surfaces of the impeller (30), and the airway includes the airway entrance (315) and the airway exit (316).
And has an anterior chamber (310), a posterior chamber (311) and a tubular airway bundle, wherein the anterior chamber (310) comprises:
An airway entrance (315) side of the airway,
The rear chamber is disposed on the airway outlet (316) side of the airway, and the capillary airway bundle includes a plurality of capillary airways (3).
3), and each of the capillary airways (33) communicates with the front chamber (310) and the rear chamber (311), and spirally with the rotation center of the impeller (30) concentric. A compressed air generator, which extends.

【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 has a flange (31L,
31R) and the flanges (31L, 31R).
R) extends in a direction radiating from the rotation center 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 passage (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 impeller (30). The compressed air generator according to [1], [2], or [3], wherein the compressed air generator is skewed 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] The 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 entrance (32, 315) [1], [2], which is established 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。
[0016] In the compressed air generating device described in 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). Into the capillary airway (33) through the airway entrance (32). The air that has entered the capillary airway (33) is compressed and moves to the airway outlet (34) side formed on the outer peripheral surface (38) of the impeller (30), and then each airway outlet (34).
From the 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 entering each of the capillary airways (33) is accelerated by the centrifugal force of the rotating impeller (30),
Compressed uniformly and stably by the mass of air. In this way, the air is uniformly and stably compressed in each of the capillary airways (33).
Turbulence, backflow, their oscillations, and resonance are prevented.
At this time, the state of compression of the air in each of the capillary airways (33) is not uniform and differs depending on conditions such as the position and shape of each of the capillary airways (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。
[0018] 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). Into the capillary airway (33) through the airway entrance (32). The air that has entered the capillary airway (33) is compressed and moves to the airway outlet (34) side formed on the outer peripheral surface (38) of the impeller (30), and then each airway outlet (34).
From the 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 substantially equal intervals in a direction parallel to the rotation axis direction of the impeller (30). Face (3
7), and an airway outlet (34) is also opened on the outer peripheral surface (38) corresponding to each airway inlet (32), so that each airway inlet (32) and each airway outlet (34) are connected. A large number of capillary airways (33) can be provided, and a large amount of air can be efficiently compressed by the multiple capillary airways (33).

【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。
[0020] 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). And enters 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 once in the front chamber (31).
0) and enters each of the tubular airways (33) of the tubular airway bundle from the anterior chamber (310). The air that has entered the capillary airway (33) is compressed, and the compressed air flows out to the rear chamber (311) and is eventually discharged from the airway outlet (316) to the casing (20).

【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 entrance (315) is increased and a large amount of air is taken in, a large amount of air is efficiently compressed in each of the capillary airways (33) of the capillary airway bundle. Can be.

【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 each airway inlet (32, 315) and enters the capillary airway (33). Into the airway exit (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 is supplied to the airway outlet (34, 31).
When the compressed air is discharged from the 6) side to the casing (20) side, the compressed air passes through the compressed air extraction passage (313) of the flange (31L, 31R). At this time, since the compressed air extraction passage (313) is skewed outward in the rotation direction of the impeller (30), the impeller (3)
When 0) rotates, air relatively moving along the inner circumference of the flange can be forcibly taken into the compressed air extraction passage (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。
[0025] In the compressed air generator described in 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)
3), it is compressed and moves to the airway outlet (34, 316) side, and is 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) where the airway entrance (32, 315) is opened is a slope, and the slope is formed. Since the portion is inclined in the direction of rotation of the impeller (30) with respect to the direction of the center of rotation of the impeller (30), the airway entrance (3, 315) is opened facing the direction of rotation, When the impeller (30) rotates, air moving relatively 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 includes 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 entrance surface, and an outer peripheral surface 38 which is a similarly corrugated impeller airway exit surface. In each of the waveforms, a high-pressure portion and a low-pressure portion are generated by 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 entrance 32 is located at this high pressure portion. On the other hand, in the airway exit 34, it 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 a wedge effect generated between the outer surface of the impeller 30 and the inner 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。
At both ends of the impeller 30, flanges 31R and 3R are provided.
1L is attached. The flanges 31 </ b> R and 31 </ b> L prevent a mixture of the high-pressure portion and the low-pressure portion generated on the inner peripheral surface 37 and the outer peripheral surface 38 due to the rotation of the impeller 30. In addition, in the flange 31R, 31L, in the airway surface of the capillary airway,
A key is provided to take in air from the low pressure section.

【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 cut is provided in the high pressure portion so that air can be taken out only from the high pressure portion. The cutting is in the form of a wedge or propeller to facilitate air intake and removal,
It has a compressing action.

【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, in which the filter 10 is mounted, and the compressed air discharge port 2 is provided.
2. Attach the mechanical seal 40 and house 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 includes a motor shaft 51
And between the impeller 30 and the casing 20, and between the impeller 30 and the casing 20, which are different in shape, but isolate the atmospheric pressure and the compressed air, and the suction air pressure and the 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 (motor) as a power source for air compression. The motor 50 has a motor shaft 5
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 structure 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 an outer frame of the air compression device, and accommodates a mounting port for the filter 10, a compressed air discharge port 32, a mechanical seal 40, and an 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 motor 50 is fixed to the same base by the casing base 21. The compressed air discharge ports 22 are provided on the left and right sides of the casing 20. A mechanical seal 40 is attached to the casing 20. The mechanical seal 40 is provided between the motor shaft 51 and the casing 20 and between the impeller 30 and the casing 20, and has different shapes. Isolate from 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 line II 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
Are the impeller air inlet 35, the airway inlet 32, the capillary airway 3
3. It has 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. In the flange 31L,
The motor shaft 51 is fixed and the compressed air extraction passage 31
3. There is a compressed air outlet passage wing 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 has
There are an impeller air inlet 35 and a compressed air outlet passage 313, each of which has an air inlet blade 314 and a compressed air outlet passage blade 312. The air intake inlet wing 314 and the compressed air outlet 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 the operation. The air intake wing portion 314 is provided on the inner peripheral surface 3 as described in detail of operation.
Fix the high-pressure section 7 in place.

【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 outlet passage 3
Reference numeral 13 denotes a high-pressure portion of the outer peripheral surface 38 which will be described in detail of the 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 outlet passage wing portion 312 is fixed to a position where a low pressure portion of the outer peripheral surface 38, which will be described in detail in operation, is closed. As shown in FIG. 1, the impeller 30 rotates left. 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, air from which dust in the atmosphere has been removed by the filter 10 flows through an impeller air inlet 35.
The air enters the impeller 30, which is the compressor body, by the air intake wings 314 provided on the flanges 31L and 31R.

【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 that rotates to the left is the inner peripheral surface 3 of 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 position where the high pressure portion of the inner peripheral surface 37 is closed, and prevents a mixture of the high pressure air portion A and the low pressure air portion B.

【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 introduced air enters the capillary airway 33 from the airway inlet 32 formed in the high-pressure air section a of the airway inlet surface 37. The air that has entered the capillary airway 33 is compressed by the mass of the air due to the acceleration caused by the centrifugal force of the rotating impeller 30. At this time, the state of compression in each capillary airway 33 is not uniform, but is determined by conditions such as the position of each capillary airway 33 and the state of processing. The compression by each of the capillary airways 33 prevents turbulence, backflow, their vibration and resonance in the compression process.

【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 the centrifugal force flows out of the airway outlet 34 toward the casing 20. The outer peripheral surface 38 of the impeller 30 is processed into a waveform. In the waveform, a high-pressure air portion C and a low-pressure air portion D are generated by rotation of the impeller 30. The airway outlet 34 is provided in the low-pressure air section d, and discharges the compressed air to the casing 20 side. The corrugated shape of the outer peripheral surface 38 produces a wedge effect between the casing 20 and the high-pressure air portion c, and compresses 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 wings 312 provided on the flanges 31L and 31R are provided with compressed air outlets 313.
Fixed to the low-pressure air section except for The compressed air outlet passage blades 312 prevent the high-pressure air section C from mixing with the low-pressure air section d.

【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 outlet passage 313 is provided in the high-pressure air section c. The compressed air that has flowed out of the compressed air outlet passage 313 is supplied to the compressed air discharge port 2 provided on the side surface of the casing 20.
2 to the outside. The number, length, cross-sectional area, and shape of the capillary airways 33 are determined by the purpose of compression, the degree of difficulty in processing, and the amount of air 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 confined in the capillary 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 can be easily obtained at the same impeller 30 diameter, and this structure is used to easily compress air by using the structure of the capillary airway 33 as in the present invention. Becomes possible. The reason that the air compression becomes possible is that the adoption of the capillary airway 33 makes it possible to make the compression stroke uniform and stable, and also to prevent flooding, turbulence, backflow, their vibration and resonance in the compression stroke. I was able to do it. In the first embodiment, the operation principle is completely different from that of the conventional compressor using the centrifugal force because the acceleration uses pure 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 described above, by employing the capillary airway 33, the compression is performed quietly in each of the capillary airways 33 without the need for an enormous acceleration. The air compressor is always stable and easily compressed within a wide range of air flow without generating a surging phenomenon which is the biggest problem of the conventional turbo compressor.

【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.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III.

【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
Has an impeller air inlet 35, an inner peripheral surface 37, an airway inlet 31
5, airway 36, anterior chamber 310, tubular airway bundle 39, posterior chamber 31
1, an airway 36, an airway exit 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 outlet passage wing portion 312. The flange 31R has an impeller air inlet 35 and a compressed air outlet passage 313, each of which has an air inlet wing 314 and a compressed air outlet 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 inlet wing 314 and the compressed air outlet 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 part 314 is fixed to a place where the high pressure part of the inner peripheral surface 37 is closed. 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 wing portion 312 is fixed to a position where the low pressure portion of the outer peripheral surface 38 is closed. In FIG. 8, the impeller 30 rotates left.

【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。
There is no problem when the compression state of each of the capillary airways 33 is substantially uniform. However, in the case where a large number of capillary airways 33 are used, the impeller Due to the arrangement of the airway inlets 32 and the airway outlets 34, it is difficult to equalize the conditions for air inflow and outflow, and a surging phenomenon may occur between the capillary airways 33 or inside the capillary airways 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 problem described in the preceding paragraph, the thin tube airways 33 are not provided directly at the narrow tube airway air inlet 32 and the airway outlet 34 of the impeller 30, and the thin tubes are used as the thin tube airway bundle 39 in FIG. A large number is one bundle, and a front chamber 310 and a rear chamber 311 are provided before and after 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 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.

【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 step is carried out by the airway bundle 39, and the airway entrance 315 and the airway outlet 316 are taken in or taken out of the airway, and air is taken in and taken out.

【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, problems in the compression process occurring in each of the capillary airways 33 are 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 a 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 capillary airways 33 are used, it is difficult to equalize the intake and extraction of air from the impeller 30 because of the desired pressure and air volume. A surging phenomenon may occur inside the capillary airway 33. The main cause of the inconvenience is that the conditions are different depending on the position of taking in and taking out the air from each capillary airway 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
To the airway entrance 315 of the impeller 30 and the airway exit 316
, The capillary airway 33 is made into one bundle, and the front chamber 310 and the rear chamber 311 are provided before and after the bundle. The front room 310 and the rear room 311 are connected to the airway 36 and are in contact with the airway entrance 315 and the airway exit 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 capillary airway 33 can be made uniform, and the surging phenomenon and interference between the capillary 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。
When the accelerations generated by the conventional turbo type compressor and the compressor of the present invention are compared in terms of structural values, the following results are 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, a description will be given of an example of a trial calculation of acceleration generated by a turbo-type compressor currently on the market. Impeller 30
The radius of 0.05 m, the number of rotations of 40,000 rpm, and α in the circumferential direction at this time are 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) 876,408 in terms of force /9.8≒89,429 (G) The acceleration calculated here is the acceleration of the extreme end portion B of the blade A in the impeller 30 of FIG. 11, and is the maximum acceleration of the impeller 30. Acceleration of blade A and air E
Is compressed by the acceleration relative inertia force C of the mass of The compressed air repelled from the blade A has a large amount of kinetic energy D, and the kinetic energy D collides with a turbo casing or the like and is reduced 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 a 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 radius of the impeller 30 is 0.05 m, the number of rotations is 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 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 in terms of force /9.8≒502(G) The acceleration calculated here is the acceleration of the end portion of the capillary airway 33 and the capillary outlet portion 34 in FIG. 6, and is the maximum acceleration in the capillary airway 33. This acceleration causes the air to collapse and compress due to its own mass.

【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 a 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 about 4 kg / cm 2 for tools and the like actually used. When compared with these, as shown in the above trial calculation values, the 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 rotational speed of 40,000 rpm required by the conventional turbo type compressor, and keeping the rotational speed running for a long period of time requires a lot of cost and expertise for maintenance. Since it requires it, it becomes an expensive product. The main reason for this is, of course, the nature of the air. In the present embodiment, these characteristics having air are fully utilized. By adopting the structure, pressure is applied to air as if pressure is applied to water. Therefore, by adopting the present invention,
Compressed air can be obtained 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. When designing according to the present invention, 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 discharge air volume is proportional to the diameter of the capillary airway 33 and the quantity of the capillary airway 33. Regarding the stability in the compression stroke, the capillary airway 3
3 is inversely proportional to tubule airway length. In the shape of the airway entrance surface and the airway exit surface, it is necessary to consider that the air flow is not disturbed for efficient intake and exhaust.
The distance between the impeller 30 and the casing is also a final compression stroke, and is sufficiently studied. At the same time, consideration must be given to the flow of compressed air. In addition, when a large amount of air flows and a plurality of narrow airways are arranged vertically and horizontally, the airflow in the axial direction becomes unstable. As a result of designing in consideration of the above, a compressor having a four-pole structure was obtained as shown in FIGS.

【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 are embedded in the impeller 30 to design a large air volume. As a result, in an area of 20 to 25% or less of the maximum air volume, an unstable area occurred with an increase in the discharge pressure. Therefore, in order to stop the compression stroke in these air volume regions, a suction adjusting valve 60 is provided between the filter 10 and the air intake as shown in FIG. The process was stopped. Further, in a compressor of a high pressure design, 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 narrow air passages which are easy to manufacture are used, and the acceleration due to the centrifugal force generated in the narrow air passages is used, whereby each of the narrow air passages is formed. The process of compressing air can be made uniform and stable, and the occurrence of a surging phenomenon can be prevented. Consumable materials such as oil are not required, so that operating costs can be reduced, and the structure is simple and manufacturing costs can be reduced.

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

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

【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 generator 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 generator 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 in 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。FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. 9;

【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 view 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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Filter 20 ... Casing 21 ... Base 22 ... Compressed air discharge port 30 ... Impeller 31R ... Flange 31L ... Flange 32 ... Airway inlet 33 ... Capillary airway 34 ... Airway outlet 35 ... Impeller air inlet 36 ... Airway 37 ... Inner circumference Surface (impeller airway entrance surface) 38 ... Outer peripheral surface (impeller airway exit surface) 39 ... Capillary airway bundle 310 ... Front chamber 311 ... Rear chamber 312 ... Compressed air extraction passage wing 313 ... Compressed air extraction passage 314 ... Air intake Mouth wing section 315 ... Airway entrance 316 ... Airway exit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[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 to take out air taken into a rotation center side of the impeller as compressed air from an outer peripheral side of the impeller. , An inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a side plate, and a capillary airway. The inner peripheral surface is formed around the rotation center of the impeller, and has an airway inlet located at substantially equal intervals in the circumferential direction. The outer peripheral surface constitutes an outer peripheral surface of an impeller, has an airway outlet corresponding to the airway entrance, and the side plate constitutes both side surfaces of the impeller, The compressed air generating device is characterized in that the capillary airway communicates with the airway inlet and the airway outlet, and extends spirally with the rotation center of the impeller 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 generator in which an impeller is rotated in a casing to take out air taken into the rotation center side of the impeller as compressed air from an outer peripheral side of the impeller. , An inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a side plate, and a capillary airway, wherein the inner peripheral surface is formed around a rotation center of the impeller, and is disposed at substantially equal intervals in a circumferential direction, and It has a plurality of airway entrances located at substantially equal intervals in a direction parallel to the rotation axis direction, and the outer peripheral surface constitutes an outer peripheral surface of an impeller, and an airway outlet corresponding to each of the airway entrances. The side plate constitutes both side surfaces of the impeller, and the capillary airway communicates with the corresponding airway entrance and the airway exit, and is concentric with the rotation center of the impeller. Compressed air generating device, which extends in a spiral shape .
【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 generating apparatus wherein an impeller is rotated in a casing to take out air taken into the rotation center side of the impeller as compressed air from an outer peripheral side of the impeller. , An inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a side plate, and an airway, wherein the inner peripheral surface is formed around the rotation center of the impeller, and has an airway inlet located at substantially equal intervals in a circumferential direction. The outer peripheral surface constitutes an outer peripheral surface of an impeller, has an airway outlet corresponding to the airway entrance, and the side plate constitutes both side surfaces of the impeller, The airway communicates with the airway inlet and the airway outlet, and has an anterior chamber, a posterior chamber, and a capillary airway bundle.The anterior chamber is disposed on the airway inlet side of the airway, The rear chamber is disposed on the airway exit side of the airway, The bundle is composed of a plurality of capillary airways, wherein each of the capillary airways communicates with the front chamber and the rear chamber, and extends spirally with the rotation center 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 compressed air discharge passage, wherein the side plate has a flange, and the flange extends in a direction radiating from a rotation center of the impeller to an outer peripheral surface of the impeller. The compressed air extraction passage is inclined in the rotational direction of the impeller from the inner surface of the flange facing the outer peripheral surface of the impeller toward the outer surface of the flange opposite to the inner surface of the flange. The compressed air generator according to claim 1, 2 or 3, wherein:
【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. The impeller has an inner peripheral surface having a slope portion, wherein the slope portion is inclined in a direction of rotation of the impeller with respect to a rotation center direction of the impeller, and the airway entrance is The compressed air generator according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the compressed air generator is provided on a slope.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009511824A (en) * 2005-10-19 2009-03-19 アクバイール,ゼキ Rotor and rotary machine for rotary machine
JP2016531734A (en) * 2013-07-17 2016-10-13 ローテーショナル トロンプ コンプレッサーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー Centrifugal gas compressor, method and system

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