JPS61279793A - 軸冷却方式のブロワ− - 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、乾式ルーツブロワ−において、単段形で高圧
力比が得られるブロワ−に関するものである。

〔従来技術と問題点〕

乾式ルーツブロワ−を真空用又は昇圧用に使用する場合
、第３図に示す単段形で吸込側と吐出側の圧力比を大き
くすると、ブロワ−ケーシング１とインペラ３との隙間
ａ、サイドカバー２とインペラ３との隙間す及びインペ
ラ３同士の隙間Ｃからのリーク量が大きくなるため、圧
縮熱の環流が大きくなって温度上昇を招き、インペラ３
の熱膨張量と外気に曝されたケーシング−９２の熱膨張
量との間に差が発生し、隙間が減少して焼損に至る。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　［、したが・て・単段形で達成可能な圧力比′は１
・　　　　　　、、７〜２が限度とされている。なお、
圧力比γは次　　　　　　１式で示される。　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｉＰｄ　　ａｂ
ｓ Ｐｓ　ａｂｓ　　　　Ｐｓ　ａｂｓ　：吸込側圧力　　
　　　　　　　−Ｐｄ　ａｂｓ　：吐出側圧力 よって、圧力比を１．７〜２以上にする場合には、　　
　　　　憂従来次の方式がとられている。　　　　　　
　　　　　　　　　。

（・）　　ブ・ワーを多段形にする。　　　　　　　　
　　　　　　　Ｆ′（ｂ）　　ブロワ−の前記隙間を大
きくする。　　　　　　　　　　　Ｉ゛・１ （Ｃ）　　逆流冷却方式にする。　　　　　　　　　　
　　　　　　　ｌ□（ｄ）　７’。９−ヵお６３１よ□
、え、。　　　　　ｉ）而して、 前記（ａｌＯ方式は、第４図に示すように多段形で５５
“・８０総圧力比Ｒａ！パ１′・°′・°（、；γ３×
・・・・・・・・・（γ１　、γ２　、γコ　：各膜圧
力比）ｊ：：・となり、高圧力比が得られる反面、ブロ
ワ−の据付面積が大きくなり、かつ単段形に比して価格
的にも非常に不利となる。

前記（ｂ）の方式は、各隙間ａ、ｂ、ｃの設定が非常に
困難である。

即ち、周知のように、ブロワ−の吐出温度は次の理論式
により計算される。

Ｔｓ　　　　ηＶ　　　ｍ Ｔｄ：吐出温度（°Ｋ） ＴＳ：吸込温度（６Ｋ） ηＶ　ニブロワー容積効率 ｍ　：断熱比熱比 γＣ：圧力比　− この理論式より明らかなように、吐出温度Ｔｄはブロワ
−容積効率η９に依存するので、隙間の変化はブロワ−
容積効率η９の変化となって吐出温度ＲＴｄ　　の変化
を伴う。

そして、吐出温度Ｔｄの変更があれば、隙間もまた変更
する必要があり、結局、厳密な適正隙間を上記理論式の
計算で求めることは不可能である。

また、ブロワ−効率η８は、η、＝η、×η９（η、：
機械効率）で表わされ、隙間を大きくするとブロワ−容
積効率η７が悪化するので、ブロワ−効率η８が悪くな
り、多段形に比し軸動力が大きくなる。

そして、圧力比が３近くになると、多段形の軸動力の倍
近い値を示すようになり、省エネルギー的立場か°らも
問題がある。

前記（Ｃ）の方式は、第５図（Ａ）〜（Ｄ）の原理説明
図に示すように、その左側のインペラ３の移動容積部分
Ｖに真空状態のガスを抱込む直前の状Ｂ　（Ａ）一部分
Ｖに真空状態のガスを抱込み、吐出圧力と同圧力の低温
ガスが部分Ｖに逆流し始めた状態（Ｂ）−逆流低温ガス
が部分Ｖに充分に流込み、部分Ｖの圧力が吐出圧力に近
づいた状態（Ｃ）一部分■の圧力が吐出圧力と同一とな
り、吐出口と部分Ｖが連通ずる直前の状態（Ｄ）の作動
態様であるので、単段形である程度の高圧力比が得られ
るものの、圧縮工程の途中で冷外気を吸入するために冷
却効果は充分でなく、圧力比にも限度がある。

また、冷外気吸入口は圧縮前がリークするため、第６図
に示すように冷外気吸入サイレンサー４を取付ける必要
があり、据付面積や価格の面で問題がある。

さらに、圧縮工程の途中で冷外気を吸入させるので、大
気との閉回路（例えば、有毒ガス、爆発性ガス等の危険
ガス用）の場合には使用不可能であり、これをあえて使
用しようとする場合には第６図に示すように、吐出側の
一部に中間冷却器５を介在する必要があり、据付面積や
価格的に不利となる。

また、吐出側から一部戻すことになるので、ブロワ−容
積効率の低下にも関係してくる。

そして、さらに重要なことは、本方式の場合、インペラ
３の形状が三枚羽根であることが必要で、従来設備で製
作している二枚羽根のブロワ−には利用することができ
ないという欠点がある。

′前記（ｄ）の方式は、冷却効果及びガスシール効果と
も良好で、単段形で高圧力比まで使用できる反面、水分
を嫌う製品の製作工程には使用すること　　　　　　　
（ができないという欠点を有している。　　　　　　　
　　　　　１〔問題点を解決するための手段〕　　　　
　　　　　　　　　　１本発明、よ前８８８方式。欠点
や、ア７．え、。７、　　　　　　　［その手段は、乾
式ルーツブロワ−におけるインペラを取付けた回転軸の
軸心に冷却水の流通孔を設げ、インペラ内部に冷却水を
供給したことにある。

よって、回転軸よりインペラ内部に供給される冷却水は
、インペラの内周に接して暖った水との間に比重差が生
じ、インーラの回転遠心力作用で　　　　　　　：′″
１・ 比重の軽い暖った水がインペラの中心部に集り、　　　
　　　　：ｉ：、； 回転軸の流通孔より外部に排出され、インペラ内　　　
　　　　、：体の冷却作用と吐出ガスの冷却作用も兼ね
もので　　　　　　　：。

ある。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　ｉ（［１ 〔実施例〕 カツヨ。□、１□□０５．１オ、。　　　　、゛、′第
１図の縦断面図及び第１図のｎ−ｎ断面図を　　　　　
　１１、）１ 示す第２図において、１０はブロワ−ケーシング、　　
　　　　・３′１１はサイドカバー、１２は二枚羽根の
インペラ、　　　　　　、、）１３は一方のインペラ１
２を取付けた主回転軸、１４は他方のインペラ１２を取
付けた副回転軸、１５は軸受、１６は主回転軸１３及び
副回転軸１４のメカニカルシール、１７は圧力ゲージ１
．１８は吸込口、１９は吐出口を示すが、この構成は通
常の乾式ルーツブロワ−と同一である。

本発明は、前記の主回転軸１３及び副回転軸１４の各軸
心に冷却水の流通孔１３ａ及び１４ａを設け、両サイド
カバー１１に冷却水の供給孔２０と排出孔２１を設けた
ことを特徴とする。

よって、供給孔２０より送入された冷却水は室２２に入
り、主回転軸１３及び副回転軸１４の冷却水流通孔１３
ａ、１４ａを通って各インペラ１２内に入り、室２３に
出た後、排出孔２１より排出される。

即ち、冷却水は各インペラ１２を冷却して排出されるが
、この際、インペラ１２の内周に接して暖った水は冷い
水との間に比重差が生じ、インペラ１２の回転時の遠心
力作用で比重の軽い暖った水がインペラ１２の中心部に
集まり、この水が排出されるので、少量の冷却水をもっ
てインペラ１２の冷却効果を高め得ると共に、吐出ガス
の冷却にも機能する。

〔効　果〕

本発明はインペラの内部に直接冷却水を供給するように
したので、 （ａ）　　インペラの回転時の遠心力作用で比重差に伴
う冷たい水がインペラの内周に接し、インペラの冷却効
率が高まり、また吐出ガスの温度が低下し、ブロワ−効
率が向上して単段形で高圧力比が得られる。

（′ｂ）次表に実験データを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２１図は第
１図のｎ−ｎ断面図、第３図はルーツブロワ−の隙間関
係の説明図、第４図は多段形ルーツブロワ−の説明図、
第５図（Ａ）〜（Ｄ）は逆流冷却方式ルーツブロワ−の
原理説明図、第６図は逆流冷却方式ルーツブロワ−のフ
ロー説明図である。 １２・・・インペラ、１３・・・主回転軸、１３ａ・・
・冷却水供給孔、１４・・・副回転軸、１４ａ・・・冷
却水流通孔、２０・・・冷却水供給孔、２１・・・冷却
水排出口。 特許出願人　　大晃機械工業株式会社 γ１　　　　　　γ２　　　　　γ３ ：１′ □ Ｕ 膚疼 □

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 乾式ルーツブロワーにおけるインペラを取付けた回転軸
   の軸心に冷却水の流通孔を設け、インペラ内部に冷却水
   を供給したことを特徴とする軸冷却方式のブロワー。