JPS59136594A - ガス状媒体の圧縮方法とそれに使用されるル−ツ圧縮機 - 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】 本発明はルーツ圧縮機（ルーツ送風機としても知られて
いる）によって、ガス状の使用媒体を圧縮する方法、且
つ使用媒体を吸入側が閉じた後に、圧力側から、それぞ
れのルーツピストンおよび協働するポンプ室壁によって
常時形成されるポンプ室内１で交互に供給する方法に関
する。本発明はさらに、該方法を実施するためのルーツ
圧縮機に関する。

ルーツ圧縮機においては、−・般に、ポンプ室を圧力側
に開放すると直ちに、既に圧縮した使用媒体の一部がポ
ンプ室内に逆流するという問題がある。この逆流はルー
ツ圧縮機内およびその付近、さらに下流に接続した圧力
側の配管系内にも激しい振動現象を生じさせる。

実際上、作動室が圧力側に開放する前に、圧力側から作
動室内に使用媒体を導入することによって、これらの振
動現象を減少させようとする試みが為されてきた。（例
えば、１９８１年６月号、第２４巻１８９号５４７〜５
５４頁、ＤＥ−ＰＳｌｌ　３３５００、　ＤＥ−Ａｓ　
１２５８５４３参照）しかし、提案された手段では、媒
体が圧力側から作動室内に逆流することが完全には防止
できず、従って、かかる公知の提案手段はせいぜい、振
動の発生率を少なくすることができるだけである。

本発明の目的はルーツ圧縮機によりガス状の使用媒体を
圧縮するための、全く新しい種類の方法を提供すること
である。

もう１つの目的は当該方法を実施するためのルーツ圧縮
機でｌ）、圧力側供給導管内で使用媒体が激しく振動す
るのを防止し、振動の結果束ずる音響的および機械的不
利益を防止するルーツ圧縮機を提供することである。

これもの目的および他の目的は本発明によって達成する
ことができ、この場合、当該方法および当該方法を実施
するのに適した圧縮機の性質は次のことを行えることが
できるようにしである。

使用媒体を他のルーツピストンの作動室内に供給し終る
と同時に、１つのルーツピストンのポンプ室内への使用
媒体の供給を開始すること。

供給が終わったときの、各作動室内における使用媒体の
圧力が圧力側の使用圧力に対応すること。

および、各作動室内への供給を制御して圧力側の供給導
管内の使用媒体が一定の流速を有するようにすること。

ルーツ圧縮機または送風機によってガス状の使用媒体を
圧縮または移送する間に圧力側の供給導管内にて生ずる
脈動または振動現象は、供給導管内に供給する前に、圧
力側に供給した使用媒体から常時、ある量を吸引し、供
給導管内に残る量が一定の流速で継続的に流れるように
す・〜ることで減少されるという考えが本発明の基本で
ある。吸引した量は再び作動室即ち、押しのけ室内に連
続的に且つ停止することなく導入され、従って、この導
入が終わったときに、それぞれの作動室内の圧力は、圧
力側の使用圧力と対応する。一定した流速は吸入側にお
ける時間当りの標準供給量、吸入側と圧力側との間隙の
比および圧力側の供給導管の断面積によって決定される
ものである。

本発明に従った手段は、公知のルーツ圧縮機内において
、使用媒体が作動室内に逆流することによって生ずる振
動を減少させるばかりでなく、ピストンの幾何学的配置
く起因する振動も減少することができる。

基本的に、それぞれの作動室即ち押しのけ室への使用媒
体の導入を制御することは、圧縮機の内部または外部的
配設によるものである。しかし、ポンプ室内への使用媒
体の供給を決定する回転式ルーツピストンの断面積自体
を制御することが特に簡単で且つ効果的な制御方法であ
る。

本発明の方法を実行するうえで、ルーツ圧縮機のポンプ
室内に使用媒体を供給することは様々な方式にて行うこ
とができる。圧力側に接続したダクトを設け、ピストン
が内部で回転する作動容積の円筒表面および（または端
面）におけるそれぞれの作動室内に達するようにするこ
とができる。また、使用媒体を導入するために、ピスト
ン頭または突起部とシリンダ表面間の通常の間隙を拡大
する開口部をシリンダ表面に形成することもできる。

使用媒体を供給するダクトの配設は必要ならば、圧力（
ｔｉｌｌの吸引およびそれぞれの作動室内への供給側間
に行うことができるという利点がある。もっとも、冷却
の場合には、圧力側の供給導管内に残る使用媒体を上述
した一定の流速となるように制御しなければならない。

作動スペースまたは体積の端面領域に吸入開口部を設け
ることによって、ルーツピスト／の角度を少し変化させ
れば、入口開口部の比較的大きな断面積を自由にするこ
とができるという利点が得られる。この利点は特に、供
給を開始する作用をする供給開口部の端部領域の供給開
口部の形状を制御を決定付ける輪郭ピストン端部に適合
することができるようにしたときに顕著である。

ピストン頭または突起部とシリンダ表面間における通常
の間隙を拡大するところの供給媒体供給用穴をシリンダ
表面に設ける限シ、これらの穴はシリンダ表面の全長に
亘って伸長させることができる。必要ならば、穴はシリ
ンダの長さの一部分だけに亘って伸長させでた場合にも
利点がある。

出口穴はシリンダ表面の端部領域に配設した２つの部分
から構成することが有利である。かかる配設において、
ポンプ室の端面の出口穴に、薄板状の調節式スライドま
たはダンパを設けることができ、これによって、開口部
の特性を保持する一方、挿入深さに応じて、表面の作用
時間を変えることが可能となる。

使用体積またはシリンダの少なくとも１つの端面内に供
給ダクトを設けたルーツ圧縮機において、端面内に設け
た供給開口部がルーツピストンの所定の回転角度上に伸
長し、その両側は体積に重なり、キャップ状のダクト部
分で被い、制御を決定するピストンの輪郭の有効断面積
およびダクト部分の壁の内表面を形成するようにする。

かかる配設によって、ルーツピストンがそれぞれの供給
開口部を開放させた後、作動室内に供給媒体を供給する
ことを決定するのは、最早、供給開口部の断面積でなく
、制御を決定するピスト／輪郭端部で形成し、それとほ
ぼ垂直に伸長する断面積およびダクト断面の壁の内表面
によって行われることになる。がかる配設面積と独立的
に行えるという利点をもたらす。

本発明に従った方法は、６つの突起部または有歯部分を
有するルーツピストンを２つ備えたルーツ圧縮機を使用
することによシ、特に有利な状態にて実施することがで
きる。しかし、本発明に従った方法は２つの突起部を有
するルーツピストンを２つ備えるルーツ圧縮機によって
も実現することが可能である。

しかし、３つの突起部を有するルーツピストンを２つ備
えるルーツ圧縮機により本発明を実現する場合、２つの
突起部を有するルーツピストン用に試験したケーシング
配設方法を使用できる一方、作動室即ち押しのけ室内に
使用媒体を導入するのに必要とする角回転を行うための
面積は依然として利用できる。

６つの突起部を有するルーツピストンのもう１つの利点
は特定の角度領域における間隙損失は２つの突起部を有
するルーツピストンと比べて、はるかに優れていること
である。さらに、３つの突起部を有するルーツピストン
はたわみの点で、はるかに優れた特質を有するという利
点がある。

同一回転速度の場合、３つの突起部を有するルーツピス
トンを２つ備えるルーツ圧縮機の典型的な基本振動数は
、２つの突起部を有するルーツピストンを２つ備えるピ
ストンと比べて、何倍も高い。このことがら、騒音をさ
らに減少させるため共振器を設置することができ、その
共振器は２つの突起部を有するルーツピストン用の共振
機と異なり、その構造上の寸法はその体積の５０％以下
とすることができる。

２つの突起部を有するルーツピストンを２つ備えるルー
ツ圧縮機によって本発明による方法を実施するためには
、圧縮機の吸入および排気開口部を使用体積またはポン
プ室のそれぞれの端面に設けるのが有利である。極めて
幅の広いピストン頭を備え、２つの突起部を有するルー
ツピストンの場合、それぞれの供給室の円筒表面の入口
切込みに吸入開口部の一部を設けることもできる。他方
、３つの突起部を有するルーツピストンの場合、従来と
同じく円筒状の表面領域に、吸入および圧力接続部を保
持することができる。

３つの突起部を有するルーツピストンを持つルーツ圧縮
機のもう１つの利点は、同様の構造寸法で、２つの突起
部を有するルーツピストンを備えるルーツ圧縮機と同じ
程度の１回転当シの出力を出すことができることである
。

本発明による方法は２つまたは３つの突起部ヲ持ツルー
ツ圧縮機に制限されるものでｄない。

従って、本発明の方法は必要ならば、何時でも、２つ、
４つまたはそれ以上の突起部を有するルーツピストンを
有するルーツ圧縮機にて実施することができる。

本発明をさらに説明し且つ良く理解する鳩、６つの突起
部を有するルーツピスト／を２つ備えるルーツ圧縮機の
例を示す添付図面を参照しながら、以下に使用媒体をそ
れぞれの作動室に導入する幾つかの制御方法について説
明する。

簡単にするため、６つの突起部または６つの有歯部分を
有するルーツピストンの１部分だけを制御に必要な圧縮
機のハウジング部分と共に図示しである。それぞれのル
ーツピストン１の回転方向は各場合とも矢印で示しであ
る。

４つの実施態様全ての場合、回転式ルーツピストン１は
吸入側Ｓの反対にある突起部または歯Ｚ１および２２間
に形成した作動室即ち押しのけ室Ｆが閉じる位置にある
。４つの実施態様全ての場合、ルーツピストン１はまた
、ガス状の媒体が圧力側１ｏから作動室Ｆ内へ供給され
る位置にある場合も示しである。

第１図による実施態様の場合、ガス状の媒体は圧縮機の
使用体積の端面に設けた入口開口部２を通じて連通ずる
ダクト（図示せず）を通って、圧力側から作動室即ち押
しのけ室Ｆ内に導入される。第１図による実施態様の場
合、この入口開口部２Ｆｉはぼ１字形をし、開口部２の
断面の半分がルーツピストン１の突起部または歯Ｚ２と
接触しない解放状態を線形で示しである。

図面を詳しく参照すると、ガス状の媒体の供給を開始す
る働きをする入口開口部２の端部６はピストン輪郭端４
の制御上必須である形状を正確に備えるようにしである
。この形式の配設方法はルーツピストン１の角度を極く
僅かに変えまたは該ピストンを回転させることによって
、供給人口２の比較的断面積の大きい表面を開放するこ
とができるという利点がある。

始めに説明したように、供給開口部２は、装入の終了時
、それぞれの押しのけ室Ｆ内の圧力が圧力側の使用圧力
に相応し、いかなる装入時においても、供給導管内に残
る量が一定の流速でさらに流れるような量だけ媒体の吸
引ができるようにしである。

４つの実施態様全ての場合、本発明に従った配設けさら
に、作動室Ｆの装入完了時が、両側に重ね合うルーツ圧
縮機の作動室（図示せず）への装入開始時と一致し、圧
力媒体が交互に且ツ中断することなく作動室内に装入さ
れるよう゛になっている。

に従って増大させることが可能となる。

第３図に示した実施態様において、媒体の導゛入は圧力
側に接続したダクト９および使用体積の円筒状表面に設
けた入口開口部１ｏの双方を通じて行われ、該開口部は
ピストン頭またはピストン突起部または自由端と円筒状
表面温における通常の間隙を拡大する。

基本的に、入口１ｏは円筒状表面全体に亘って伸長する
。しかし、必要な断面積に従って、出口は円筒状表面の
端部範囲に位置する２つの部分から構成されるよう配設
することができる。

かかる場合、第４図に示すように、調節式の薄板状ダン
パまたはスライドを出口１ｏ内に位置させることができ
る。第４図に示した実施態様において、これらの薄板状
調節式ダンパ１１はこのようにして使用媒体の端面がら
押しのけることができ、これによって、比較的簡単な方
法で、開口部の特性を保持する一方、挿入の深さに従っ
て・表面の作用時間を変えることが可能となる。

当業者は本発明の着想から逸脱することなく、説明した
特定の実施態様に対し、多数の変形例を為すことができ
るだろう。従って、本発明はここに説明した装置の有す
る各新規な特徴および特徴の組合せを包含するものと解
釈されることを要し、またこれまでの開示内容は特許請
求の範囲に記載した範囲を除いて、説明の為めのもので
あり、限定的なものではないと解釈されるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は使用媒体の導入が使用体積の端面
に配設した供給開口部を通じて行われる実施態様を示す
図、 第６図および第４図は媒体の導入が円筒状表面に配設し
た入口開口部を通じて、ピストン頭の上を越えて行われ
る実施態様を示す図である。 １・・・回転式ルーツピストン ２・・・入口開口部 ６・・・入口開口端部 ４・・・ピストン輪郭端 Ｓ・・・吸入側 １０・・・圧力側 Ｆ・・・押しのけ室 ６・・・ダクト 特許出願人 アーエルツェーネル　マシーネン７ァプリークゲーエム
ペーハー 代理人 萼　　優美（外１名） ＦＩＧ、　１ ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　３ 手続補正書（方式） １、事件の表示昭和５８年　特許願　第１９１６６１号
２、発明の名称　ガス状媒体の圧縮方法とそれに使用さ
れるルーツ圧縮機 ３、補正する者 事件との関係　特許出願人 名称　　　アーエルツエーネル　マシーネンファプリー
クゲーエムベーハー ４、代　理　人 （ほか　１　　？′υ ５、補正命令の日付

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）吸入側と、圧力側とを有し、さらに、使用体積を
   形成する横手段と、前記使用体積内に取付けられ、前記
   横手段と協働して、前記横手段との間に前記ガス状媒体
   を前記吸入側から前記圧力側まで連続的に押しのける室
   を形成するルーツピストン装置とを有するルーツ圧縮機
   を用いてのガス状媒体の、拡縮方法において、 前記ガス状媒体の１つの前記押しのけ室への供給が完了
   するのとほぼ同時に、前記ガス状媒体の別の押しのけ室
   への供給を開始する段階と、 前記押しのけ室内における前記ガス状媒体の圧力を制御
   し、前記ガス状媒体の前記１つの押しのけ室への供給が
   完了したとき、前記１つの押しのけ室内の圧力が前記圧
   縮機の前記圧力側における前記ガス状媒体の圧力に対応
   するようにする段階と、 前記圧縮機の前記圧力側における前記ガス状媒体の流速
   をほぼ一定に保つ段階とを備えていることを特徴とする
   ガス状媒体の圧縮方法。 （２）吸入側および圧力側を有するルーツ圧縮機におい
   て、 使用体積を形成する横手段と、 前記使用体積内にて動くことができ、押しのけ室を形成
   し、前記ガス状媒体を前記吸入側から前記圧力側まで移
   送するルーツピストン装置と、 前記押しのけ室への吸引を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置が 前記ガス状媒体の１つの前記押しのけ室への供給が完了
   するのとほぼ同時に、前記ガス状媒体の前記側の押しの
   け室への供給が開始し、 前記媒体の前記１つの押しのけ室への供給が完了したと
   きにおける前記１つの押しのけ家内の前記ガス状媒体の
   圧力が前記圧縮機の前記圧力側におけるガス状媒体の圧
   力と対応し、 前記圧力側における前記ガス状媒体の流速をほぼ一定に
   保つ仁とができるようにしたことを特徴とするルーツ圧
   縮機。 （３）前記制御装置が前記ガス状媒体を前記押しのけ室
   内に吸引する開口手段を備え、前記ピストン装置および
   前記開口手段が協働して、前記吸引を制御することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載のルーツ圧縮機。 （４）前記開口手段が前記使用体積の端部壁に配設した
   開口部を備え、さらに前記開口部を前記圧力側に接続す
   るダクト装置を備え、前記ピストン装置がそれぞれの端
   部を前記開口部と協働する形状をし、前記吸引を制御す
   ることを特徴とする特許請求党範囲第３項に記載のルー
   ツ圧縮機。 前記壁手段との間に間隙を有し、さらに、前記間隙を前
   記圧力側に接続するダクト装置を備えることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項に記載ルーツ圧縮機。 （６）前記間隙が前記使用体積を形成する前記壁手段の
   全長に亘って伸長することを特徴とする特許請求の範囲
   第５項に記載のルーツ圧縮機。 （力　前記間隙が前記使用体積を形成する前記壁手段の
   長さの一部分に亘って伸長することを特徴とする特許請
   求の範囲第５項に記載のルーツ圧縮機。 （８）前記間隙がその両端に隣接する前記使用体積の部
   分の上に、各々伸長する２つの部分を備えることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項に記載のルーツ圧縮機。 （９）前記間隙の有効断面積を調節する装置を備えるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載のルーツ圧
   縮機。 Ｑ（ｌ　　前記間隙部分内に調節可能なように取付け、
   前記間隙の有効断面積を調節する各々薄板状の調節ダン
   パを備えることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記
   載のルーツ圧縮機。 住υ　前記開口部が各々、前記ピストン装置の所定の回
   転角度上に伸長し、前記ダクト装置が前記各開口部上に
   伸長するキャップ状部分を備え、前記ピストン装置の隣
   接端部と共に、ガス状媒体の前記押しのけ室への吸引を
   制御する内壁表面を有することを特徴とする特許請求の
   範囲第４項に記載のルーツ圧縮機。