JPH11230067A - 流体機械 - Google Patents

流体機械

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JPH11230067A
JPH11230067A JP10035120A JP3512098A JPH11230067A JP H11230067 A JPH11230067 A JP H11230067A JP 10035120 A JP10035120 A JP 10035120A JP 3512098 A JP3512098 A JP 3512098A JP H11230067 A JPH11230067 A JP H11230067A
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Japan
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rotor
tooth
rotors
shaped
predetermined
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JP10035120A
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Inventor
Masao Teraoka
正夫 寺岡
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GKN Driveline Japan Ltd
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Tochigi Fuji Sangyo KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/082Details specially related to intermeshing engagement type pumps
    • F04C18/084Toothed wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/12Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/001Radial sealings for working fluid
    • F04C27/004Radial sealing elements specially adapted for intermeshing-engagement type pumps, e.g. gear pumps

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータの強度を確保しつつ、吐出側から吸込
側への洩れ防止を向上可能な流体機械の提供を目的とす
る。 【解決手段】 サイクロイド歯形曲線をもつ歯部7,9
と歯底部11,13とを有し、互いに噛み合う一対のロ
ータ1,3と、ロータ1,3を回転可能に内包するロー
タ室2aおよび該ロータ室2aに対する流入口と流出口
を有するハウジング2とを備え、各ロータ1,3の歯部
7,9の歯先は、所定のサイクロイド歯形曲線の歯先直
径D1 よりも小さい直径D2 でカットされた所定円弧長
さW1 の新たな頂部15,17を有し、ロータ室2aの
直径は、該カットに応じて小さく(直径D2 +所定両側
歯先すきま)に形成されてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両のス
−パチャ−ジャに用いられる流体機械に関する。
【0002】
【従来の技術】実公平3−548号公報に図10、図1
1のようなル−ツ型のコンプレッサ201が記載されて
いる。また、特開昭61−182483号公報に図12
のような同様なコンプレッサ301が記載されている。
【0003】図10のコンプレッサ201は、コンプレ
ッサケ−シング203と一対のロ−タ205、207と
を備えており、各ロ−タ205、207はケ−シング2
03に設けられたロ−タ室209の内部で反対方向に回
転する。ケ−シング203には各ロ−タ205、207
の軸方向に対してほぼ直角に流体の吸入口211と吐出
口213とが設けられている。
【0004】このコンプレッサ201では、図11に示
すように、各ロ−タ205、207の頂部には段差部2
15、215によって凸部217が形成されており、こ
の凸部217と相手側ロ−タ及びロ−タ室209との間
でシ−ル部が形成される。
【0005】このシ−ル部では、各段差部215によっ
て各ロ−タ205、207同士の間と、各ロ−タ20
5、207とロ−タ室209との間で流体抵抗と損失ヘ
ッドとを増加させて流体の吸入口211への洩れを低減
し、コンプレッサ201の体積効率を向上させている。
【0006】また、図12のコンプレッサ301では、
各インボリュート形ロ−タ305、307の細くなる歯
の先端部を同径で周方向に円弧状部を拡張した形状に形
成し、コンプレッサケ−シング303の内周303aと
の間のシール部長さを大きく確保して吐出側309,吸
込側311間のシール性を向上している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図10、図
11のコンプレッサ201(第1従来例)では、図11
から明らかなように、シール部(凸部217)の長さを
十分に長くすることができないため、シール性の向上に
は限界がある。
【0008】また、図12のコンプレッサ301(第2
従来例)では、円弧状部を拡張した形状により、この部
と噛み合うロータ305とロータ307の各凹部305
b,307bが大きくえぐられた形状になるので、凹部
305b,307bに薄肉部が生じ、強度を損なう問題
がある。
【0009】そこで、本発明は、ロータの強度を確保し
つつ、吐出側から吸込側への洩れ防止を向上可能な流体
機械の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、所定の歯形曲線をもつ複
数の葉状歯部と各葉状歯部の間に形成された谷状歯底部
とを有し、互いに噛み合いながら回転する一対のロータ
と、これらのロータを回転可能に内包するロータ室およ
び流体の流入口と流出口を有するハウジングとを備えた
流体機械において、前記ロータの歯部の歯先は、前記所
定の歯形曲線の歯先半径よりも小さい半径でカットされ
た新たな所定長さの円弧状頂部を有し、前記ロータ室
は、前記ロータのカットに応じて小さく形成されてなる
ことを特徴とする。
【0011】したがって、各ロータ歯先の円弧状頂部と
ロータ室との間に十分なシール部長さを形成することが
可能で、流出口側と流入口側との間のシール性が向上さ
れ、体積効率が向上される。
【0012】また、ロータの所定の歯形の歯先半径をそ
のままに同半径の円弧部を形成してシール部を拡張する
構成と異なり、歯先半径を小さい半径でカットするの
で、円弧部の形成加工が容易である。
【0013】請求項2に記載の発明は、所定の歯形曲線
をもつ複数の葉状歯部と各葉状歯部の間に形成された谷
状歯底部とを有し、互いに噛み合いながら回転する一対
のロータと、これらのロータを回転可能に内包するロー
タ室および流体の流入口と流出口を有するハウジングと
を備えた流体機械において、前記各ロータの歯部の歯先
は、前記所定の歯形曲線の歯先半径よりも小さい半径で
カットされた新たな円弧状頂部を有すると共に、さらに
該円弧状頂部の両端部に肉盛りすることにより頂部の長
さが所定長さに拡張されてなることを特徴とする。
【0014】したがって、各ロータの円弧状頂部とロー
タ室との間に十分なシール部長さを形成することが可能
で、請求項1の発明と同等の効果が得られると共に、円
弧状頂部の両端部に肉盛りすることにより頂部の長さを
所定長さに拡張する分、上記のカット量を低減できるの
で、円弧状頂部半径を大きくでき、吐出量確保のうえで
有利となる。
【0015】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の流体機械であって、前記ロータの歯部および
歯底部の基本歯形が、所定のサイクロイド曲線歯形であ
ることを特徴とする。
【0016】したがって、基本のサイクロイド曲線歯形
の歯部の歯先と歯底部とを修正することにより請求項1
または2の発明と同等の作用・効果が得られると共に、
ロータの強度を十分に確保できる。
【0017】請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の
いずれかに記載の流体機械であって、前記ロータは、頂
部に形成されたラビリンス溝を有することを特徴とす
る。
【0018】したがって、請求項1〜3のいずれかの発
明と同等の作用・効果が得られると共に、各ロータのラ
ビリンス溝により流出口側と流入口側との間のシール性
が一層向上される。
【0019】
【発明の実施の形態】[第1実施形態]本発明の第1実
施形態を図1〜図6により説明する。図1、図3、図5
は本実施形態のルーツ型スーパチャージャのロータの噛
み合い状態を示す図であり、図2、図4、図6はそれぞ
れ図1、図3、図5の要部拡大図である。。
【0020】図1に示すように、スーパチャージャ(流
体機械)のハウジング2は孔径D2の一対の対向するロ
ータ室2a,2aを有する。各ロータ室2a内には図示
しない平行2軸上にそれぞれ固定されたロータ1,3が
収容され、図示しないタイミングギヤを介してエンジン
により同期回転駆動される。
【0021】ロータ1,3は同一断面形状で、それぞれ
の歯部7,9と歯底部11,13はサイクロイド曲線か
らなる基本歯形の歯先部を修正した断面形状を有する。
【0022】すなわち、図1に示すように、ロータ1,
3の歯部7,9は、サイクロイド曲線からなる基本歯形
状態の歯先部(所定の直径D1 )を直径D2 になるまで
カットされ、カットによる円弧状頂部15,17の円弧
長さが所定のW1 に形成されている。そして、ハウジン
グ2のロータ室2aは、ロータ1,3の歯先部カット量
に対応して孔径を(D2 +所定の両側歯先すきま)にな
るように小さく形成されている。
【0023】こうして、ロータ1,3の歯部7,9の歯
形は、頂部15,17が軸心Cを中心とする長さW1
円弧で、その円弧にカット前のサイクロイド曲線歯形部
が接続点33,35にて接続して形成されている。
【0024】一方、ロータ1,3の歯底部13,11の
形状は、歯部7,9の頂部15,17およびこれに接続
したサイクロイド曲線歯形部との間に微小な一定のすき
まを保って同期噛み合いするように形成され、図1、図
2に示すように、歯底部11,13のそれぞれの中央部
に凸部26が形成されると共に、凸部26の両側に凹部
28,28が形成されている。
【0025】つぎに、このロータ1,3の作用を説明す
る。
【0026】上述のように、ロータ1,3は互いの間、
ハウジング2のロータ室2aとの間および図示しないハ
ウジング2の側壁との間に所定のすきまを保って、タイ
ミングギヤを介してエンジンにより同期回転駆動され
る。
【0027】図1はロータ1,3が互いに直交噛み合い
した状態を示し、図3,図4はその状態からロータ1が
時計方向に、ロータ3が反時計方向に、共に7度回転し
た状態を示す。また、図5、図6は共に11度回転した
状態を示す。回転角度が直交噛合い状態から7度、11
度と大きくなるに伴って、噛合い開始側(各図面の下半
部の吐出し側)のロータ1,3間のすきまは徐々に狭く
なる。
【0028】図3,図4に示すように、ロータ1,3の
回転角が7度近辺では、ロータ1,3の歯部7,9と歯
底部13,11とが噛み合って、吸気が完全に排除され
る。「吸気が完全に排除される」とは、ロータ1,3間
の閉じ込み空間(ポケット部)がごく微小になることで
あり、ロータ1の回転角7度近辺から11度近辺までは
同様な状態となる。
【0029】ロータ1,3の歯底部11,13に形成さ
れた凸部26およびその両側に形成された凹部28の連
続した形状は、上述のようにロータ1,3の頂部15,
17およびこれに接続したサイクロイド曲線部との間に
微小な一定のすきまを保って同期噛み合いするように形
成されているので、シール性を向上させながら、ロータ
1,3間の干渉による焼き付きを生じることはない。
【0030】そして、ロータ1,3の頂部15,17に
は円弧長さW1 のシール部が形成されているので、吐出
側から吸込側へのエアの洩れが防止される。
【0031】一方、ロータ1,3の歯底部11,13の
中央部には凸部26が形成され、その両側になだらかな
浅い凹部28,28が形成されているので薄肉部はな
く、ロータ1,3の強度は十分に確保されている。
【0032】こうして、本実施形態によれば、ロータ
1,3のサイクロイド曲線歯形の外径部を円弧状に修正
しているので、頂部15,17に十分な円弧長さのシー
ル部を形成し易く、洩れ止め性能が向上し、体積効率が
向上する。
【0033】また、ロータ1,3の歯先部を小径にカッ
トして所定長さの円弧状頂部15,17を形成するの
で、単に円弧長さを長く形成する前記第2従来例と異な
り、歯底部11,13のえぐれ(凹み)をより小さくで
き、十分な強度が確保される。
【0034】また、頂部15,17を同軸の円弧に形成
するので、加工が容易である。
【0035】[第2実施形態]本発明の第2実施形態を
図7、図8により説明する。図7は本実施形態のルーツ
型スーパチャージャのロータの噛み合い状態を示す図で
あり、図8は図7の要部拡大図である。
【0036】このスーパチャージャは、ロータ歯部の円
弧状頂部にラビリンス溝が設けられている点が上記第1
実施形態と相違し、その他の構成は同じである。したが
って、相違点を説明し、重複する説明は省略する。
【0037】図7、図8に示すように、ロータ21,2
3の歯部27,29の円弧状頂部36,37には、回転
軸方向に所定の形状の複数のラビリンス溝31がそれぞ
れ設けられている。
【0038】これらの図からわかるように、ロータ2
1,23の歯部27,29と歯底部13,11との間,
およびロータ21,23の歯部27,29とハウジング
2のロータ室2aとの間の洩れはラビリンス溝31によ
り防止される。
【0039】このような構成により、本実施形態によれ
ば、上記第1実施形態と同等の作用・効果が得られると
共にラビリンス溝31の作用が付加されているので、頂
部36,37の洩れ止め性能が一層向上される。
【0040】なお、ロータ21,23がサイクロイド曲
線歯形の外径部を円弧状にカットしたものであるので、
ラビリンス溝31を設ける円弧範囲を大きくでき、効果
的に洩れ止めが可能となる。
【0041】また、ラビリンス溝の形状は図示の形状に
限定されるものではない。
【0042】[第3実施形態]本発明の第3実施形態を
図9により説明する。図9は本実施形態のルーツ型スー
パチャージャのロータの頂部とハウジング内周とを示す
拡大図である。
【0043】本実施形態はロータ歯部の円弧状頂部の形
成方法が上記第1実施形態と相違し、その他の構成は同
じである。したがって、相違点を説明し、重複する説明
は省略する。
【0044】図9に示すように、本実施形態のロータ5
1は、サイクロイド歯形(例えば図1の外径=D1 )の
歯部53の外径(頂点)が直径D2 ′になるまで所定量
カットされてロータ軸心と同心の円弧状頂部53aが形
成されると共に、該カットによる頂部53aの円弧長さ
が所定長さW1 になるように拡張されている。拡張の方
法としては、所定量のカットにより形成された頂部53
aの両端にそれぞれ同量の肉盛りを行った後、既存の頂
部53aと同一半径に加工して拡張される。
【0045】そして、ロータ51を収容するハウジング
55のロータ室径は、上記頂部53aの半径に対応する
寸法に形成されている。
【0046】このような構成により、本実施形態によれ
ば、ロータ51の歯部53のカット量を上記第1実施形
態よりも少量にし、カット後に頂部53aの両端に肉盛
り部54,54を形成して頂部53aの長さを所定量に
保つ。
【0047】こうして、上記第1実施形態と同等のシー
ル作用・効果が得られると共に、歯部53の外径のカッ
ト量が少量で済む分、吐出量確保のうえで有利となる。
【0048】なお、ロータ51の頂部53aおよび相手
側ロータの頂部にそれぞれラビリンス溝を形成しても良
く、その場合シール性は一層向上する。
【0049】なお、上記の各実施形態では、2葉のロー
タの場合について説明したが、本発明の適用はこの歯形
に限定されるものではなく、例えば3葉のロータや、2
葉、3葉であって、かつ軸方向にロータ歯部が捩じれて
いるものでもよい。
【0050】また、ロータの基本の歯形曲線がサイクロ
イド曲線の場合について説明したが、インボリュート形
などの他の歯形曲線のロータに適用することもできる。
【0051】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に記載の発明によれば、各ロータ歯先の円弧状頂部と
ロータ室との間に十分なシール部長さを形成することが
可能で、流出口側と流入口側との間のシール性が向上さ
れ、体積効率が向上される。
【0052】また、ロータの所定の歯形の歯先半径をそ
のままに同半径の円弧部を形成してシール部を拡張する
構成と異なり、歯先半径を小さい半径でカットするの
で、円弧部の形成加工が容易である。
【0053】請求項2に記載の発明によれば、各ロータ
の円弧状頂部とロータ室との間に十分なシール部長さを
形成することが可能で、請求項1の発明と同等の効果が
得られると共に、円弧状頂部の両端部に肉盛りすること
により頂部の長さを所定長さに拡張する分、上記のカッ
ト量を低減できるので、円弧状頂部半径を大きくでき、
吐出量確保のうえで有利となる。
【0054】請求項3に記載の発明によれば、基本のサ
イクロイド曲線歯形の歯部の歯先と歯底部とを修正する
ことにより、請求項1または2の発明と同等の効果が得
られると共に、ロータの強度を十分に確保できる。
【0055】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
〜3のいずれかの発明と同等の効果が得られると共に、
各ロータのラビリンス溝により流出口側と流入口側との
間のシール性が一層向上される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のロータの噛み合い状態
を示す図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】本発明の第1実施形態のロータの噛み合い状態
を示す図である。
【図4】図3の要部拡大図である。
【図5】本発明の第1実施形態のロータの噛み合い状態
を示す図である。
【図6】図5の要部拡大図である。
【図7】本発明の第2実施形態のロータの噛み合い状態
を示す図である。
【図8】図7の要部拡大図である。
【図9】本発明の第3実施形態のロータの頂部の拡大図
である。
【図10】第1従来例の断面図である。
【図11】図10の要部の拡大図である。
【図12】第2従来例の断面図である。
【符号の説明】
1,3,21,23,51 ロータ 2,55 ハウジング 2a ロータ室 7,9,27,29,53 ロータの歯部 11,13 ロータの歯底部 15,17,36,37,53a 頂部 26 ロータ歯底部の凸部 28 ロータ歯底部の凹部 31 ラビリンス溝 33,35 接続点 54 肉盛り部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の歯形曲線をもつ複数の葉状歯部と
    各葉状歯部の間に形成された谷状歯底部とを有し、互い
    に噛み合いながら回転する一対のロータと、これらのロ
    ータを回転可能に内包するロータ室および流体の流入口
    と流出口を有するハウジングとを備えた流体機械におい
    て、 前記ロータの歯部の歯先は、前記所定の歯形曲線の歯先
    半径よりも小さい半径でカットされた新たな所定長さの
    円弧状頂部を有し、 前記ロータ室は、前記ロータのカットに応じて小さく形
    成されてなることを特徴とする流体機械。
  2. 【請求項2】 所定の歯形曲線をもつ複数の葉状歯部と
    各葉状歯部の間に形成された谷状歯底部とを有し、互い
    に噛み合いながら回転する一対のロータと、これらのロ
    ータを回転可能に内包するロータ室および流体の流入口
    と流出口を有するハウジングとを備えた流体機械におい
    て、 前記各ロータの歯部の歯先は、前記所定の歯形曲線の歯
    先半径よりも小さい半径でカットされた新たな円弧状頂
    部を有すると共に、さらに該円弧状頂部の両端部に肉盛
    りすることにより頂部の長さが所定長さに拡張されてな
    ることを特徴とする流体機械。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の流体機械であ
    って、 前記ロータの歯部および歯底部の基本歯形が、所定のサ
    イクロイド曲線歯形であることを特徴とするルーツ式流
    体機械。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の流体機
    械であって、 前記ロータは、頂部に形成されたラビリンス溝を有する
    ことを特徴とする流体機械。
JP10035120A 1998-02-17 1998-02-17 流体機械 Pending JPH11230067A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10035120A JPH11230067A (ja) 1998-02-17 1998-02-17 流体機械
US09/251,126 US6116879A (en) 1998-02-17 1999-02-16 Fluid machine

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10035120A JPH11230067A (ja) 1998-02-17 1998-02-17 流体機械

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