JPS62121885A - 回転容積形ブロワ及びその使用方法 - 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） この発明は逆流（ｂａｃｋｂｌｏｗ　）タイプの回転容
積形（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｄｉｓｐｌａｃｅｒｎｅｎｔ
　）ブロワに関する。

％ｌにの発明は、内燃エンジンのスーパーチャージャと
して用いられるルーツ（ルーツ型）ブロワの空気伝達騒
音の減少および容積効率の改善に関する。

（従来の技術・発明が解決しようとする問題点）回転ル
ーツブロワは長い間にわたフ、騒音および非効率的な運
転を行なうことが、その特徴となっていた。騒音源を低
減させようとすると、それＫよシ効率が低減でれること
が一般的であった。ブロワの騒音はほぼ２つのグループ
に分類され、すなわち変動負荷を受けるタイミングギア
およびロータシャフト用ベアリングの回転によりもたら
される固体伝達される騒音と、流体速度および圧力の急
激変化のような流体流動特性により生じる流体伝達され
る騒音である。

流体流量および圧力の急激変化は、固体伝達される騒音
の原因にもなっている。

良く知られるように、ルーツブロワはギアポンプに類似
したものであり、両者は横方向に重なった円筒室内にか
み合い配置式れ之有歯ロータま九はローブロータを利用
しており、また流体体積を流入（吸入）ポートから流出
（吐出）ポートへ、各ロータのかみ合っていない歯また
はローブ間の空間を介して、流体を機械的に圧縮するこ
となく移送するようになっている。ルーツおよびギア装
置の両者において、各ロータのかみ合っていない歯また
はロープの頂部ランドおよび端部はシリンダ室の内面に
近接耐直されて、両者の間に協働シールをもたらすよう
になっている。ギアポンプは潤滑性流体、九とえば油全
吸込または移送するためＫはぼ独占的に利用されるから
、そのかみ合っている歯は接触して流入ポートと流出ポ
ートの間にシールを形成している。他方、ルーツブロワ
に、非潤滑性流体、たとえば空気を吸込または移送する
ために独占的に利用されるから、かみ合うロープを非接
触近接配置関係に維持して、流入および流出ポート間に
シールを形成するためにタイミングギアが用いられてい
る。

このようなかみ合いローブ間、およびロープおよびシリ
ンダ室面間のシール構成により、ルーツブロワはギアポ
ンプより内部漏れの傾向が実質的に大きい。ギアポンプ
の液体は実質的にルーツブロワの空気より粘性を有し、
したがって油はより高い耐漏性を有している。任意の時
点で、ギアポンプがシリンダ室面をシール関係を有する
歯はロータ当り複数有しているのに対して、ルーツブロ
ワはそのようなシール関係にあたって、ロータ当りただ
一つのロープを有するだけのことが多い。したがって、
ルーツブロワに内部漏れの傾向が大きい。総称送量のパ
ーセンテージとしての漏出量は、ブースト圧力または圧
力比の増大と共に増大し、−またロータ速度の減少と共
に増大する。

前述のように、各ロータのかみ合っていない隣接ローブ
間に捕捉された空気の移送には機械的な圧縮がな芒れて
いない。もちろん、空気は圧縮性流体である。したがっ
て、ブース）ｔたは流出ポート空気圧が移送空気圧より
高い場合は、流出ポート空気は移送空気量内へ、それが
流出ポートと直接連通した時に突進または逆流し、その
結果流体速度および圧力に急激な変動が生じる。このよ
うな逆流による変動は、主要な空気伝達される騒音源と
して知られている。

一般に、騒音は圧力比およびロータ速度の増大と共に増
大する。

別の主要な空気伝達騒音源は、ロープのかみ合い幾何形
状によるブロワの容積移送量の周期的変動、および再か
み合いローブ間に急激て捕捉てれ、かつ流入ポートへ急
激に戻される流出空気である。ルーツブロワが陸上車両
たとえば乗用車の内燃エンジンの、空気まｆｃは空気／
燃料の充填ｉを増大するため１ｃスーパーチヤージヤと
して利用される時、ブロワに広＾速度および圧力範囲に
わたって運転されることが必要であり、たとえば２．ａ
ａａ〜１６ａａｎ’Ｂ、ｐｙｉｏ速ｇ３−よび１：１〜
１：８の圧力比は珍らしいものでルーツい。この種のス
ーパーチャージャにおけるルーツブロワからコスト的に
有効に空気伝達騒音を低減ま几は除去する几めの従来の
技術的な試みは、限られた成果しか上げられなかった。

一般に、その技術によってはブロワの限られた運転条件
、すなわち１％定のブースト圧力およびロータ速度の組
合せ条件においてのみ、空気伝達騒音の低減がなされた
。たとえば、高ロータ速度および高ブースト圧力におい
て流体速度および圧力の急激変動を減少させるという概
念により、空気伝達騒音は効果的に低減されるが、この
概念は低ロータ速度および高ブースト圧力においては非
効率的になることが多い。さらに多くの場合、これらの
技術によりブロワの内部漏出が増大し、したがって、ブ
ロワの容積効率が減少し、エネルギー効率が減少し、ブ
ーストされた空気の温度が望ましくない状態に上昇し、
かつブロワのサイズおよび／または速度を増大すること
が必要になった。

米国特許第２．０１４，９５２号（Ｈａｌｌｅｔ　）明
細書においては空気伝達騒音問題が扱われてお！Ｊ、そ
こではかみ合い幾何形状による不均一移送量が直ロープ
の代シにヘリカルねじれロープを用いることにより減少
されている。そこでは、６０″のヘリカルねじれを有し
円周方向に１２０°の間隔を有する３つのに一プをそれ
ぞれ有するへりカルロープロータが、所定寸法のブロワ
に対する最大移送量および低いマグニチュードの最大脈
動周波数の要件間における妥協を最良にもたらすもので
あると主張てれている。理論的にはこのようなヘリカル
ねじれロープは、周期的な逆流および再かみ合いロープ
間に捕捉される空気が無い場合は一様な移送量をもｔら
す。

前述米国特許明細書においては逆流問題も扱われており
、逆流パルスの瞬間的太き−ｇｔ低減することにより、
初期逆流率を低減させることが提起されている。この点
は、それぞれロータ軸心に平行な２面を有し、したがっ
てへりカルロープの移行頂部ランドに対して斜めの２面
を有する、不適合または四角形状の流入および流出ホー
トタよシ実施されている。このポートの平行な側面は、
各ロータ室の円筒面が１８０°の円弧であるように位置
決めされている。このようなロープ−ポート形状により
、各移送容積の先導ロープは、移送容積の後ロープが円
筒壁面とシール関係て入るように移動する時点で、関連
する流出ポート境界（すなわち、平行側面）を移行する
ことになり、このような構成により、後尾ロープがブー
スト圧力は増大差圧にさらされる時間が最大になり、か
つ後尾ロープを横断する漏出時間および割合が最大にな
る。

別のいくつかの特許技術においても、各移送容積の先導
ロープの頂部ランドが、流出ポートの外側境界を移行す
る前に、流出ポート空気全移送容積内へ予備流入式せる
ことにより、逆流問題が処理されている。比とえば、米
国特許第８．１２１５２９号（Ｈｕｂｒｉｃｈ　）明細
書に開示されるように、ロープの頂部ランドとシール協
働するハウジングの円筒壁を通過させることにより、予
備流動がもたらされている。米国特許第４．２１５，９
７７号（Ｗｅａｔｈｅｒｓｔｏｎ　）明細書においても
これと類似の方法で予備流動かもたら嘔れている。そし
てその第２実施態様においては、ロープの頂部ランドに
シール協働する円筒壁の内面に形成された正確なチャン
ネルまたはスロットにより予備流動がも几らされている
。これら両米国特許明細書に開示される予備流動の構成
は、前述米国特許第２，０１４，９３２号明細書に開示
される逆流構成と同様、後尾ロープが円筒壁面とシール
協働状態へ移動する時点で、各移送容積の先導ロープが
ブーストまたは増大された圧力差にさらされるようにな
っており、し友がって後尾ローブを横切る漏出時間およ
び割合が望まし〈ない状態で増大する。

この発明の目的は、空気伝達騒音が比較的少なく、しか
も容積効率が高い圧縮性流体のための回転容積型ブロワ
全提供することである。

（問題点を解決するための手段・作用）この発明の特徴
によると、回転ブロワは、２つの平行で横方向に重なり
合うシリンダ室を形成するハウジングを包含しており、
このシリンダ室は内部円筒面および端部壁面を有してお
り、このシリンダ室の軸心は長手方向を規定すると共に
、その端部壁は横方向を画定しており、また円筒壁面の
各交差部は長手方向に延びる尖端部全形成しており、ま
た流入ポートおよび流出ポートは、前記室の両側に規定
される長手方向および横方向境界を有しており、各ポー
トの横方向境界に、前記尖端部全長手方向だ延びる平面
の両側に配置嘔れており、かみ合うローブロータが前記
室内に回転自在て配置てれており、口中りおよびローブ
の端部が端部壁面とシール協働すると共て、各ロータの
ローブが有する頂部ランドが関連する室の円筒壁面とシ
ール協働すると共に、平面の関連する側に配置されたポ
ート境界部を移行して、圧縮性の流入ポート流体を、各
ロータのかみ合っていない隣接ローブ間の空間を介して
流出ポートへ移送するよってなっており、また各移送容
積の容量は、各移送容積の先導および後尾ローブの頂部
ランドが、流入および流出ポートの関連する境界部間に
配置される間、一定に維持されており、さらに改良点と
して、長い逆流ポートが各シリンダ室のハウジング壁の
一部を通して延びており、この逆流ポートは平面の両側
に相互に横方向に隔置されてお夕、両逆流ポートｆｌハ
ウジングの流出ポート側にあり、かつ両者は円筒壁面の
部分により流入および流出ポートから構造的に分離され
ていると共に、各逆流ポートは関連する到達移送容積の
先導ローブの頂部ランドが移行するようになっており、
かつ先導ローブの頂部ランドが関連する流出ポート境界
部を移行する前に、かつハウジングの流出ポート側に関
連する尖端部が移行する前に、制限された通過通路かも
念らされて、流出ポート流体が到達する各移送容積に連
通されるようになっており、また各逆流ポート汀、逆流
ポートの急速な完全開口を容易にするために、移行頂部
ランドて実質的て平行に配置される各逆流ポートの長手
方向に関して。

少なくとも長さ７幅の比率が４を有している。

この発明の別の特徴によると、以下の構成からなるル・
−ツブロワ、すなわち２つの平行な横方向に重なり合う
シリンダ室ヲ形成するノ・ウジングであって、このシリ
ンダ室が円筒および端部壁面２有しており、かて円筒壁
面の各交差部が尖端部を画定していると共に、ノ・ウジ
ングの両側に開口する流入および流出ポートにより部分
的に切除されているハウジングと、Ｍ　記Ｎ内に回転自
在に配置されたかみ合うヘリカルローブロータであって
、このローブがその回転方向に先導端および後尾端を有
していると共に、前記Ｘ　、１面とシール協働して圧縮
性流体を流入ポートから流出ポートへ移送するようにな
っているロータ、と全包含するルーツブロワの空気伝達
騒音を低減すると共だ、容積効率を改善する方法が提供
されておジ、この方法は、ローブの先導端に向けて開口
する流入ポートおよびローブの後尾端に向けて開口する
流出ポート金栴めに配置することによジ、かつ流入およ
び流出ポート境界部とに１０−ブの後尾端が、流入ポー
ト境界部の移行中または移行後に流入ポートに関連する
尖端部を移行するように、かつローブの先導端が、流出
ポート境界部を移行する前に流出ポートに関連する尖内
部を移行するように位置決めすることにより、ローブが
円筒壁面とシール協働する回転角度数を最大にし、かつ
長い逆流ポート全流出ポート境界部の両側に位置決めし
て、関連するロータのローブが、前記尖端部全移行する
前に２０〜４０回転角度だけ完全知移行するよう−にす
ると共に、前記逆流ポートシて、各移送容積が実質的に
直線状だ圧力上昇するような流動面積を与えることによ
り、特定のブロワ速度および圧力比において空気伝達騒
音を最少にすることから構成されている。

（実　施　例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

Ｖ面に、スーパーチャージャとして用いられるルーツブ
ロワが示でれている。

Ｆ、１〜７図はルーツ型回転ポンプまたはブロワ１０を
示している。前述のように、この雅のブロワは圧縮性流
体、比とえば空気を流入ポートから流出ポートへ、流出
ポートにさらされる前は移送容積を圧縮することなくポ
ンプ給送マたは移送するために、はぼ独占的に用いられ
ている。ロータはギアポンプにいくらか類似した作動を
行ない、す表わちロータ歯ま几はローブがかみ合い状態
から移動すると、空気が各ロータ上の＠接口−プ間に画
定された容積または空間内へ流入する。前記容積内の空
気はそれから、各移送容積の後尾ローブの頂部ランドが
関連する室の円筒壁面とシール関係に入る時、実質的に
流入圧力において前記容積内に捕捉される。

この容積空気は、到達する容積の先導ローブの頂部ラン
ドが流出ポートの境界部を移行することによフ１円筒壁
面とのシール関係から移動する時、流出空気へ移送また
は直接さらされる。

へりカルローブが用いられる場合は、容積空気は他方の
ロータの移送容積を介して流出ポートへ間接的にさらさ
れるようになっており、その場合、前記他方のロータの
先導ローブは、円筒室面の交差部によ）画定でれると共
に、流出ポートに関連する尖端部を移行する各ヘリカル
ローブの先導端により、流出ポート境界部を既に移行し
ている。このルーツブロワの間接的連通により、移送容
積の流体の機械的な圧縮は防止式れ、かつルーツブロワ
と通常のスクリュー型ブロワを区別するものである。も
し各移送容積の容量が流入口から流出口まで移行する間
、一定に維持されるならば、そこの空気は実質的に流入
圧力に維持てれておシ、すなわち、もし先導ローブの頂
部ランドが、先導ローブの再かみ合いによル容積が圧縮
される前に流出ポート境界部を移行するならば、移送容
積の空気圧は一定に維持される。したがって、吐出ポー
トにおける空気圧が流入ポート圧力より高いならば、流
出ポート空気は、先導ローブの頂部ランドが流出ポート
境界部を移行する時、移送容積内へ突進するか、または
逆流を生じる。

ブロワＩＱｉハウジング装置１２、一対のローブロータ
１４．１６および入力駆吻プーリ１８を包含している。

ハウジング族［１２は第１図に示されるようＩｔＣ、中
央セクタ３ン２０と、複数のボルト２６により中央セク
ションの両端部に固定され几左および右端部セクション
２２゜２４とを包含している。ロータＵ＠２図に矢印Ａ
ｘ、Ａｚで示されるように反対方向に回転する。

ハウジング装置およびロータはアルミニウムのよう々軽
量材料から形成されることが好ましい。

中央セクション２０および端部２４は一対の総体的に円
筒状の作動室３２．５４を画定しており、この作動室は
、円筒壁部分または面２ｏｏ、２０ｂ第１図に仮想線２
０ｃにより示される端部壁面；および端部壁面２４ａに
より円周方向に画定されている。中央セクション２０の
底部および頂部の開口３６．３８はそれぞれ、流入およ
び流出ポートの横方向および長手方向境界を画定してい
る。室５２．３４は、第２〜４図に示されるようにそれ
ぞれ流入ポートおよび流出ポートに関連する尖端部２ｎ
ｄ、　２０ｅにおいて、横方向に重な夕合うか交差して
いる。

ロータ１４，１６にそれぞれ５つの円周方向に隔をｇれ
几ヘリカル歯また１１０−プ１４ｆｉ、１４ｂ。

１４ｃｉよび１６ａ、１６ｂ、１６ｃを−包含しており
、これらのローブは端部から端部まで６０°のねじれ角
度を有−ｒる・逢正インボリーート輪郭全有している。

ローブ″！ｉｘは歯はかみ合い、好ましくは接融しない
で、かつ後述のように低バツクラッシュ・タイミングギ
アにより、適切な適合または位相関係に維持されている
。ローブはさらに、頂部ランド１４ｄ、１４ｃ、　１４
ｆ、および１６ｄ。

１６０．１６ｆ　　を包含している。このランドは円筒
壁面２０ａ、　２０ｂおよびかみ合っているローブの根
元部分と近接非接触シール関係をもって移動する。ロー
ブはヘリカル形状を有しているから、各ロータ上の各ロ
ーブの端部１４ｇ、１６ｇ［。

ロータの回転方向において他端１４）１．１６ｈへ導か
れる。ロータ１４．１６はそれぞれシリンダ室３２．３
４内で、シリンダ室の長手方向に延びると共て横方向に
隔置された平行軸心に実質的に一致する軸心の回りに回
転自在に取付けられている。この上う々取付は構成は当
該技術分野【おいて良く知られるものである。したがっ
て、ロータから延長すると共にそこに固定される図示式
２１．ないシャフト端部が、端部壁２０ｃお工び端部セ
クション２４（Ｃ保持される図示されないベアリングに
支持されていることを述べるだけで十分であろう。端部
セクション２４内へ右方向に延長するシャフト端部を保
持するベアリングＩ、ｙ［１外方へ突出するボス２４ｂ
、２４ｃにより保持されている。ロータは、１９８３年
６月２０日出１頌の米国特許比ｉ＠５０６，０７５号明
細書に示されると共に、ここに参考のために包含される
ような状態で取付けられると共に、タイミング作動がな
されている。ロータ１６に、シャフト４０の左端部て固
定されたプーリ１８により直接駆動される。シャフト４
０に、ロータ１６の左端部から延びるシャフト端部に連
結されるか、その延長部とされる。ロータ１４は、ロー
タの左端部から延びるシャフト端部に固定嘔九た図示て
れないタイミングギアにより、通常の方法で駆動される
。タイミングギアは実質的にバックラッシュの無いタイ
プのもので、端部セクタ１ン２２の部分２２ａにより画
定される室内に配置されている。

ロータは前述のよって、端部から端部まで６０６のねじ
れ角を有し、かつ修正インボリュート輪郭を有する３つ
の円周方向に隔置式れたローブを備えている。３つ以外
のローブｋＴＬ、かつ異なるねじれ角度を有するロータ
が、ここに開示される発明の何らかの概念または特徴を
実施するために利用され得る。しかし、かみ合い幾何形
状および捕捉容積に基づく一様な移送容ＭＲを達成する
ために、ローブは実質的【３６０゜／　ｎ　（ｎはロー
タ当りのローブ数）の関係に等しい端部から端部までの
ヘリカルねじれ角度を設けることが好ましい。さらに、
インボリュート輪郭は、この輪郭が他のほとんどの輪郭
より容易かつ正確に形成されることで好ましく、この点
はヘリカルねじれローブに関しては、特に正しい。さら
に、インボリュート輪郭は、それがスーパーチャージャ
装置において容易かつ正確にタイミングを合わせられる
点で好ましい。

再かみ合いローブ間に捕捉される空気の過度の圧力上昇
に、１９８４年９月４日出願の米国特許出願比６４７．
０７４号明細書に示される方法により緩和される。

第２図に示されるように、ロータローブおよび円筒壁面
はシール協働して、流入受容室３６ａ。

流出受容室３８ａ、および移送容積５２ａ、５４ａｆ画
定している。第２図のロータ位置について、流入受容室
５６ａは、頂部ランド１４ｆ、１６９およびローブ１４
ｂ、１６ｃのかみ合い部間て配置される円筒壁面部分に
より画定される。同様て、流出受容室３８ａは、頂部ラ
ンド１４ｄ、Ｌ６ｄおよびローブ１４ｂ、１６ｃのかみ
合い部間に配置てれる円筒壁面部分により画定される。

流入および流出受容室を画定する円筒壁面は、流入およ
び流出ポート開口を画定する九めに除去された面部分を
包含している。移送容積５２ａは隣接ローブ１４ａ、　
ｌｃと、頂部ランド１４ｄ、１４ｉ間て配置でれる円筒
壁面２０．０部分とによジ画定される。同様に、移送容
８ｔ３４　ａは＠接ローブ１６ａ、１６ｂと、頂部ラン
ド１６ｄ、１６ｃ間に配置てれる円筒壁面２０ｂの部分
としζより画定でれる。ロータが回転する時、移送容積
３２ａ、３４ａは引続く対の＠接口−ブ間に再形成され
る。各移送容積は先導ローブと後尾ローブとを包含して
いる。移送容量３２＆について汀、ローブ１４ａが先導
ローブで、ロープ１４ｃｉＣ後尾ローブである。

流入ポート３６は、ハウジングセクシ田ン２０によジ画
定された壁面２０ｆ、２’Ｏｇ、２０）１゜２０ｉによ
り３角形の開口が設けられている。

壁面２０ｆ、　２０１１がポートの長手方向境界ま比は
範囲を画定しており、また壁面２０ｇ、２０ｉがポート
の横方向境界または範囲を画定している。

横方向境界２０ｇ、２０ｉに、室と尖端部２０ｄ。

２０ｅとの長手方向交差部を通って延びる仮想または図
示されない平面の両側に配置されている。横方向境界ま
たは壁面２０ｇ、２０ｉは、関連ローブの移行頂部ラン
ドに適合する、あるいは実質的に平行であり、ま念長手
方向境界２０ｆは実質的にローブの先導端１４ｇ、１６
ｇに配置されている。この構成によ夕、流入ポート開口
の主要部分がローブの先導端１４ｇ、１６ｇおよびその
頂部ランド方向に傾斜される。さらに、横方向境界の配
置状態は、関連するローブのランドが、ローブの後端部
１４１１．１６１１により流入ポートに関連する図示さ
れない平面または尖端部２０ｄ全移行する前に壁面２０
ｇ、２０ｉｆｌ：移行するようだ決められている。壁面
２０ｇ、２０ｉは、流入ポートを横切る圧力降下を防止
するために追加流入ポート領域が必要な場合は、ここに
示されるものよりさらに間隔をおいて配置される。

このような圧力降下状態は、ロータの回転速度がこのブ
ロワに期待される１４，０００〜１（Ｓ、０００ＲＰＭ
範囲を越して増大される場合に生じる。

第３．４および６図のヘリカルねじれローブは、簡単の
ために傾斜直線であるように概略的に示されている。し
かし、これらの図面に示されるように、これらのランド
に実際は曲率を有している。壁面２０ｇ、２０ｉも頂部
ランドのヘリカルねじれに緊密圧適合するように曲線状
に形成されている。

流出ポート３８ｉ、ハウジングセクシ目ン２０により画
定される壁面２０ｍ、２０Ｈ，２０ｐ。

２０ｒによる５角形間口が設けられている。壁面２０ｍ
、２０ｐはポートの長手方向境界または範囲を画定して
おり、ま北壁面２０ｎ、２０ｒはポートの横方向境界ま
たは範囲を画定している。横方向境界２０ｎ、２０ｒは
室および尖端部２０ｄ。

２００の長手方向交差部全通って延びる仮想または図示
されない平面の両側に配置されている。

横方向境界または壁面２Ｇｎ、２０ｒは関連するローブ
の移行する頂部ランドに適合するか、または実質的に平
行になっており、また長手方向境界２０ｍはローブの後
端部ＩＱ、１６ｈＫ実質的に配置式れでいる。この構成
により、流出ポート開口の主要部分は、ローブの後端部
１４ｈ。

１６ｈおよびその頂部ランド方向に傾斜されている。さ
らに、横方向境界２０ｎ、２０ｒの配置状態は、関連ロ
ープのランドが、ローブの先導端１４ｇ、１６ｇが流出
ポートに関連する図示されない平面または尖端部２０ｅ
を移行した後で％壁面２０ｎ、２０ｒ？移行するように
決められている。

流出ポートの領域は、流入ポートに関して前圧説明した
よって増大され得る。一般に、流入ポートおよび流出ポ
ートの長平方向範囲に、ローブの実質的に全長にわたっ
て延びている。

この流入および流出口構成により、流出ポート空気圧全
体が各到達する移送容積のローブ知さらされる時間が最
少になると共に、各到達する移送容積の頂部ランドのシ
ール時間、すなわち頂部ランドが、関連する流入および
流出ポート境界間の円筒壁面に対してシール関係を有す
る回転角度数が、増大される。−例として、かつ第７図
に示されるように、ハウジング２０の尖端部２０ｄから
尖端部２０ｅまでの距離は２６０６であり、また関連す
る流入および流出ポート境界からの弧の長さの角度は２
２５°である。

したがって、円周方向Ｊｌ（１２０″に隔置されると共
に、６０°のねじれを設けられたロータについては、各
到達移送容積の後尾ローブの頂部ランドは、関連する円
筒壁面て対して１０５をわたって見かけ状のシール関係
を有する。しかし、尖端部２０ｄ、２０ｅａロータの回
転軸心に平行に延びているから、実際の総シール時間に
８０°に、頂部ランドの円周幅を加えたもので、その理
由は流入尖端部２ｎｄがローブの後端部によりおくれて
移行されることと、流出ポート尖端部２０ｅがローブの
先導端により早く移行されることによる。ここに開示さ
れるブロワてついては、頂部ランドの幅が考慮でれる時
、約８６″のシール時間が容易に得られる。流出ポート
尖端部２０ｅがロープの先導端により移行されることに
より、一方のロータの到達移送容積は、関連する流出ポ
ート境界を既に移行している先導ローブを備える他方の
ロータの移送容積を介して、流出ポート空気に間接的に
連通てれる。念とえば、第４図に水堰れるように、到達
移送容Ｍ５４　ａの先導ランド１６ｄが最初に流出ポー
ト尖端部２０ｅｉ移行する時、その関連する流出ポート
境界２０ｎｉｄ移行されていない。したがって、流出ポ
ート空気に対する直接の連通は行なわれない、。しかし
、受容室５８．０空気、すなわちロータ１４の移送容積
からの空気を介する間接的連通かも之らされる。このル
ーツブロワにおける間接的な連通形態により、移送容積
の流体が流出ポートと直接または間接的に連通ずる前に
機械的に圧縮されることが防止され、かつルーツブロワ
は通常のスクリュー型ブロワと区別式れ、かつそれは２
つのブロワに利用されるロープのタイプの基本的な差異
によるものテする。ルーツブロワのローブが実質的に等
しい歯先と歯元と全有しているのに対して、スクリュー
圧縮機のロープは、一方のロータに対するほぼすべての
歯先のタケとなり、かつ他方のロータに対してはすべて
の歯元のタケとなる。

こうして説明し几ようにブロワは、かみ合い幾何形状に
よる空気騒音は実質的に無く、また一般的なルーツブロ
ワに比較して、ロータのあらゆるＲＰＭ範囲において、
特に高い、または優れ比容積効率を有している。しかし
流体速度および圧力変動により、流出受容室３８ａ内お
よびその周囲の逆流により空気伝達ｙ音が発生する。受
容室３８．内の圧力変化のパーセンテージだ比例する騒
音は、９０００　ＲＰＭおよび１．６８圧力比において
特に高かった。圧力変化のパーセントは、逆流ポートと
しての長い逆流スロット４０．４２であって、関連する
ローブの移行頂部ランドに実質的に平行に配置されると
共ニ、流出ポート尖端部２０ｅがロープの先導端１４ｇ
、１６ｇＶｃｌり移行される前に、２０〜４０度の初期
移行回転角度を有するように位置決めされた前記長い逆
流スロットを利用することにより、はぼ１／１０に減少
される。逆流スロット４０．４２は少なくとも長石／幅
の比率が４を示すと共に、丸められた入口４０ａ、４２
ａｉ有することが好ましい。丸められた端部：　５４．
１　ｔａｘ（２，１３０ｉｆｉ　）　　の長さ、５．８
９ｍ（ＩＩＬ２５２　ｉｎ　）の幅、および３１１．６
朋２（α４８５１ｎ２）の流動面積２有するスロットに
より、特に良好な結果が得られた。このサイズのスロッ
トによジ、急速に開口する逆流領域が提供され、この領
域は頂部ランドが完全に移行した後でもある程度制限音
叉けるようになっている。スロット４０．４２は、到達
移送容積の先導ローブが流出ポート境界を移行する瞬間
、各到達移送容積の圧力が実質的に流出口空気の圧力に
徐々に増大するように、サイズおよび流出ポート境界部
からの距離が決められる。したがって、スロットのサイ
ズおよび位置の決定にあたり、ロータ速度および圧力比
が重要でｂる。後尾ローブの頂部ランド間の空気漏れは
、スロッ）ｆできるだけ流出ポート境界部て近接して配
直し、かつ到達移送容積内の圧力を徐々に増大させるよ
うにスロットのサイズ金決定することにより減少される
。このようなスロットは前述の優れ之容積効率を、１チ
よシ低い割合で減少させるにすぎ々いものと考えられる
。したがって、ここに説明したようにルーツブロワは、
コストの増大および／またはブロワの信頼性を犠牲にす
ることなく、優れた容積効率と静粛性を提供している。

（発明の効果） 以上説明したことから、本発明は逆流ポートがハウジン
グの流出ポート側に、流入および流出ポートから構造的
に分離して設けられ、各逆流ポートに到達移送容積の先
導ローブの頂部ランド全移行てせ、この頂部ランドが流
出ポートの境界部を移行する前に、かつ流出ポート側の
尖端部かつ移行する前に制限された通路を連通させるよ
うにし九ので、空気伝達騒音を少なくし、しかも容積効
率全高めることができる。

ま比、本発明の方法によればローブの後端が流入ポート
の境界部全移行中又はその後に流入ポート側の尖端部全
通過し、ローブの先導端が流出ポートの境界部を移行す
る前に前記尖端部を通過するようにしたので、ローブが
円筒壁面と協働してシールする回転角度数全最大とし。

さらに到達移送容積の先導ローブが前記境界部と０行す
る時点に各到達移送容積の圧力を流出ポートの圧力まで
徐々に増大させるので、特定のブロワ速度および圧力比
において空気伝達騒音を最小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はルーツブロワの側室面図、第２図は第１図の２
−２ｉ１１に沿うブロワの概略断面図、第３図は第１図
の矢印３方向に見ると共に流入ポート形状を示すブロワ
の一部の底面図、第４図は第１図の矢印４方向に見ると
共に、流出ポート形状を示すブロワの一部の二面図、第
５図は第４図の５−５線に沿うと共に、第２図と異なる
位置てロータを備えるブロワの概略断面図、第６図はロ
ータランドが第５図により位置決めされている場合の流
出ポートの別の上面図、第７図は第４図の７−７線に沿
うと共に、ブロワロータを取除いたブロワハウジングの
断面図である。 １０・・・回転ブロワ、　　　１２・・・ハウジング。 １４．１６・・・ローブロータ、 ｊ　４１１，１４））、１４（−−−ｏ−プ、１４ｄ、
１４６．１４ｆ・−・ｏ−プ頂部ランド。 １４ｇ、１４ｂ・・・ロータ端部。 １６ａ、１６ｂ、　１６ｃｍ・ローブ、１６ｄ、１６ｃ
、１６ｆ　・・・ロープ頂部ランド、１６ｇ、１６１１
・・・ロータ端部、 ２０ａ、２０ｂ−・・円筒壁面。 ２０ｃ、２４．・・・端部壁面。 ２０ｄ、２０ｅ・・・尖端部、 ２０ｆ、２０）１．２０ｍ、２０ｎ−−・長手方向境界
部。 ２０ｇ、２０ｉ、２０Ｈ，２０ｒ・・・横方向境界部。 ５２．３４・・・シリンダ室、 ５６・・・流入ポート、　　　３８・・・流出ポート、
４０．４２・・・逆流ポート。 特許　出　願　人　　　　イートン　コーポレーシヨン
（ほか２名） 一ニジ至≧；・已−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部円筒面（２０ａ、２０ｂ）および端部壁面（２
   ０ｃ、２４ａ）を有する２つの平行で横方向に重なり合
   うシリンダ室（３２、３４）を形成し、前記シリンダ室
   の軸心が長手方向を規定すると共に、前記端部壁が横方
   向を規定しており、かつ前記円筒壁面の各交差部が長手
   方向に延びる尖端部（２０ｄ、２０ｅ）を形成している
   ハウジング（１２）と； 長手方向（２０ｆ、２０ｈおよび２０ｍ、２０ｐ）およ
   び横方向（２０ｇ、２０ｉおよび２０ｎ、２０ｒ）の境
   界部を有し、該境界部が前記ハウジング（１２）の両側
   の開口により規定されると共に、各ポートの横方向境界
   部が、前記尖端部（２０ｄ、２０ｅ）を通って長手方向
   に延びる平面の両側に配置されている流入ポート（３６
   ）および流出ポート（３８）と； 前記室（３２、３４）内に回転自在に配置されたかみ合
   いローブロータ（１４、１６）であって、ロータの端部
   （１４ｇ、１４ｂおよび１６ｇ、４６ｈ）およびローブ
   （１４ａ〜１４ｃおよび１６ａ〜１６ｃ）が端部壁面（
   ２０ｃ、２４ａ）とシール協働しており、各ロータのロ
   ーブが関連する室の円筒壁面（２０ａ、２０ｂ）とシー
   ル協働する頂部ランド（１４ｄ〜１４ｆおよび１６ｄ〜
   １６ｆ）を有しており、前記平面の関連する側に配置さ
   れたポート境界部を移行して、圧縮性を有する流入ポー
   ト流体を、各ロータのかみ合わない隣接ローブ間の空間
   を介して流出ポートへ移送させるようになっており、か
   つ各移送容積の先導および後尾ローブが関連する流入お
   よび流出ポートの境界部間に配置されている間、各移送
   容積の容量が一定に維持されるようにしたかみ合いロー
   ブロータ（１４、１６）と、を備えており、かつ 各シリンダ室（２０ａ、２０ｂ）のハウジング壁の一部
   を通って延びる逆流ポート（４０、４２）であって、こ
   の逆流ポートが前記平面の両側で相互に横方向に隔置さ
   れており、かつ両逆流ポートがハウジングの流出ポート
   （３８）側にあると共に、円筒壁面部分により流入およ
   び流出ポートから構造的に分離されており、かつ各逆流
   ポートが関連する到達移送容積の先導ローブの頂部ラン
   ド（１４ａまたは１４ｂまたは１４ｃおよび１６ａまた
   は１６ｂまたは１６ｃ）の移行を受けて、先導ローブの
   頂部ランドにより関連する流出ポート境界部（２０ｍ、
   ２０ｎ、２０ｐ、２０ｒ）が移行される前に、かつハウ
   ジングの流出ポート側に関連する尖端部（２０ｅ）の移
   行前に、流出ポート流体を到達する各移送容積へ連通さ
   せる制限された通路をもたらすようになっている逆流ポ
   ート（４０、４２）と を備えることを特徴とする回転容積型ブロワ。 ２、各逆流ポート（４０、４２）が、長さ／幅の比率が
   少なくとも４である長いポートであると共に、それぞれ
   の長手方向が移行する頂部ランド（１４ｄ、１４ｅ、１
   ４ｆおよび１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ）に実質的に平行に
   配置されて、逆流ポートの急速開口を容易にしている、
   特許請求の範囲第１項に記載の回転ブロワ。 ３、各ロータ（１４、１６）のローブ（１４ａ、１４ｂ
   、１４ｅおよび１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）にヘリカルね
   じれが形成されており、各ランドがロータ回転方向に先
   導端（１４ｇ、１６ｇ）および後尾端（１４ｈ、１６ｈ
   ）を備えており、各逆流ポート（４０、４２）の長手方
   向が前記シリンダの軸心に対して斜めに配置されている
   、特許請求の範囲第２項に記載の回転ブロワ。 ４、各逆流ポート（４０、４２）のサイズが、ブロワが
   設計最大圧力およびそのほぼ６０％の圧力において運転
   される時、関連する移送容積と流出ポートとの間の流体
   圧力を等しくするように決められている、特許請求の範
   囲第２項に記載の回転ブロワ。 ５、関連する頂部ランド（１４ｄ、１４ｅ、１４ｆおよ
   び１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ）のロータ回転方向において
   、各逆流ポート（４０、４２）の先導端が、流出ポート
   に関連する尖端部（２０ｅ）の移行前に、２０〜４０の
   回転角度だけ移行するように位置決めされている、特許
   請求の範囲第３項に記載の回転ブロワ。 ６、到達する各移送容積の先導ローブの先導端（１４ｇ
   、１６ｇ）において、頂部ランドにより流出ポート（３
   ８）に関連する尖端部（２０ｅ）が移行されることによ
   り、既に流出ポートと直接連通している移送容積を介し
   て、前記到達移送容積を流出ポートに間続的に連通させ
   るようにした、特許請求の範囲第５項に記載の回転ブロ
   ワ。 ７、各ロータの先導ローブ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃお
   よび１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の頂部ランド（１４ｄ、
   １４ｅ、１４ｆおよび１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ）が、回
   転角度ｘ（ここで、ｘは３６０°／２×ロータ当りのロ
   ーブ数）だけ離れた関連する逆流ポート（４０、４２）
   および流出ポート境界部（２０ｍ、２０ｎ、２０ｐ、２
   ０ｒ）を交互に移行すると共に、流出ポート境界部の配
   置状態が、到達した移送容積の先導ローブの頂部ランド
   を流出ポート（３８）に関連する尖端部（２０ｅ）へ移
   行することに応答して、かつ到達した移行容積の先導ロ
   ーブの頂部ランドが流出ポートの関連境界部を移行する
   前に、一方のロータの到達移送容積が流出ポートに間接
   的に連通されるように決められている、特許請求の範囲
   第５項に記載の回転ブロワ。 ８、流入ポート開口（３８）がローブ（１４ａ、１４ｂ
   、１４ｃおよび１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）の先導端（１
   ４ｇ、１６ｇ）に向けて傾斜しており、流出ポート開口
   がローブの後端（１４ｈ、１６ｈ）に向けて傾斜してお
   り、かつ前記逆流ポート （４０、４２）がローブの先導端に向けて傾斜している
   、特許請求の範囲第３項に記載の回転ブロワ。 ９、ブロワがルーツブロワであり、各ロータ（１４、１
   ６）が、６０°のヘリカルねじれを形成された３つのロ
   ーブ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１６ａ、１６ｂ、
   １６ｃ）を備えており、流入および流出ポート（３６、
   ３８）の横方向境界部（２０ｇ、２０ｉおよび２０ｎ、
   ２０ｒ）が、移行される時に関連するローブに対して実
   質的に平行に配置されており、かつ各到達移送容積の先
   導ローブの頂部ランド（１４ｄ、１４ｅ、１４ｆおよび
   １６ｄ、１６ｅ、１６ｆ）が、頂部ランドの先導端（１
   ４ｇ、１６ｇ）が流出ポートに関連する尖端部（２０ｅ
   ）を移行する前に、関連する逆流ポート（４０、４２）
   を移行するようになっている、特許請求の範囲第２項に
   記載の回転ブロワ。 １０、ブロワがルーツブロワであり、各ロータ（１４、
   １６）が、６０°のヘリカルねじれを形成された３つの
   ローブ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１６ａ、１６ｂ
   、１６ｃ）を備えており、流入および流出ポート（３６
   、３８）の横方向境界部（２０ｇ、２０ｉおよび２０ｎ
   、２０ｒ）が、移行される時に関連するローブに対して
   実質的に平行に配置されており、各移送容積の後尾ロー
   ブの頂部ランド（１４ｄ、１４ｅ、１４ｆおよび１６ｄ
   、１６ｅ、１６ｆ）が、それに関連する円筒壁面（２０
   ａ、２０ｂ）に対して、各移送容積の先導ローブの頂部
   ランドが関連する逆流ポートの先導端を移行する前に、
   少なくとも５０回転角度にわたってシール関係を有する
   ようにした、特許請求の範囲第２項に記載の回転ブロワ
   。 １１、２つの平行で横方向に重なり合うシリンダ室（３
   ２、３４）を形成するハウジング（２０）であって、前
   記シリンダ室が円筒面（２０ａ、２０ｂ）および端部壁
   面（２０ｃ、２０ａ）を備えていると共に、円筒壁面の
   各交差部が尖端部（２０ｄ、２０ｅ）を形成しており、
   その一部が前記ハウジングの両側において流入および流
   出ポート開口（３６、３８）により除去されている前記
   ハウジング（２０）と、前記室内に回転自在に配置され
   たかみ合いヘリカルローブロータ（１４、１６）であっ
   て、前記ローブ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１６ａ
   、１６ｂ、１６ｃ）がその回転方向に先導端（１４ｇ、
   １６ｇ）および後端（１４ｈ、１６ｈ）を有しており、
   かつ前記ローブが室壁面とシール協働して、圧縮性流体
   を流入ポート（３６）から流出ポート（３８）へ移送す
   るようになっている前記ローブロータ（１４、１６）と
   を包含するルーツブロア（１０）において、流入ポート
   開口（３６）をローブの先導端（１４ｇ、１６ｇ）方向
   に傾斜させ、かつ流出ポート開口（３８）をローブの後
   端（１４ｈ、１６ｈ）方向に傾斜させることにより、そ
   して流入および流出ポート境界部（２０ｆ、２０ｇ、２
   ０ｈ、２０ｉおよび２０ｍ、２０ｎ、２０ｐ、２０ｒ）
   く位置を、流入ポート境界部の移行中またはその後でロ
   ーブの後端（１４ｈ、１６ｈ）が、流入ポート（３６）
   に関連する尖端部（２０ｄ）を移行し、かつ流出ポート
   境界部の移行前にローブの先導端（１４ｇ、１６ｇ）が
   、流出ポート（３８）に関連する尖端部（２０ｅ）を移
   行するように決めることにより、ローブ（１４ａ、１４
   ｂ、１４ｃおよび１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）が円筒壁面
   （２０ａ、２０ｂ）とシール協働する回転角度を最大に
   し、かつ、 流出ポート境界部の両側に長い逆流ポート （４０、４２）を位置させて、前記尖端部 （２０ｅ）の移行前に、２０〜４０回転角度範囲内にお
   いて関連するロータのローブにより完全移行されるよう
   にすると共に、到達移送容積の先導ローブが流出ポート
   境界部を移行する瞬間に、各到達移送容積の圧力を実質
   的に流出ポートの圧力まで徐々に増大させることができ
   るように、前記流出ポートの流動面積を決めることによ
   り、特定のブロワ速度および圧力比において空気伝達騒
   音を最少にすること、 からなるルーツブロワの空気伝達騒音を低減するととも
   に容積効率を改善する方法。 １２、ロータローブ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃおよび１
   ６ａ、１６ｂ、１６ｃ）のねじれを、３６０°／２ｎ（
   ｎはロータ当りのローブ数）の関係により決定すると共
   に、前記逆流ポート（４０、４２）に少なくとも４の長
   さ／幅比を与え、かつその長手方向を、関連するロータ
   の移行ローブに対して実質的に平行に位置決めするよう
   にした、特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３、前記ｎを２または３にした、特許請求の範囲第１
   ２項に記載の方法。