JPS6329086A

JPS6329086A - 改良ガス作動装置

Info

Publication number: JPS6329086A
Application number: JP7736587A
Authority: JP
Inventors: ジョン　フレデリック　グローヴズ
Original assignee: BODEII HORUMUZU Ltd P; P-BODEII HORUMUZU Ltd
Current assignee: BODEII HORUMUZU Ltd P; P-BODEII HORUMUZU Ltd
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1988-02-06
Also published as: GB8617612D0; GB8715577D0; GB2193534A

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］本発明は改良容量形ガス作動ルーツ装置、特に大量輸送
用車両の荷降ろし装置などの、形の一定していないもの
を空気圧により降ろす守装置として使用できるように設
計された容量形送風機に関する。

［従来の技術］容量形ガス作動装置は、形の一定しないもの（例えば、
穀粉、砂糖、塩、乾燥セメント粉、石炭、プラスチック
ス及び木材チップなど）の輸送、貯蔵室や加工室におけ
る減圧や過圧の発生や水処理プラントへの大容量空気の
供給などを始めとする、多くの用途に使用できる。

伝統的なルーツ装置は、ケーシング内に収容された平行
軸に取り付けられ、そして逆方向に駆動されるツイン形
羽根を利用している。各羽根は、羽根の間に、そして羽
根とケーシングとの間に常に小さな、正確に夫められた
クリアランスが維持されるような形状になっている。羽
根が回転すると、作動用ガスがケーシングの導入開口を
介して羽根とケーシングとの間にある間隙に引き込まれ
、そして各羽根の先端が次に導入開口の各縁部を通り過
ぎるさいに、取り込まれる。各羽根が回転し続けるに従
って、その反対側の先端がケーシングの導出開口の各縁
部を通過し、前に取り込まれたガスを導出開口から押し
出す。

この作用が、各羽根が３６０°回転する毎に２度繰り返
される。

羽根のうち一つは、その一端に連結された原動機によっ
て駆動され、そして第２の羽根は相互にかみ合う一対の
調時ビニオンを介して上記第１羽根の他端から駆動され
る。代表的な一段ルーツ送風機は１時間当たり３０００
１３までのガスの作用を受け、圧力上昇は約８００ｉ、
ｂａｒである。稼働条件が良好ならば、−膜装置でも約
１２５０ｍ、ｂａｒの圧力上昇を得ることができる。

し発明が解決しようとする問題点コルーツ装置の多くの用途では、特に車両大量荷降ろしの
場合、装置の表面的な再設計によっては得ることができ
ない、高い圧力操作が必須である。

輸送車両の場合には、６５０ｍ３／ＨＲの流１で１６０
０ｍ、ｂａｒまでの圧力が望ましい。理由は、このよう
な作業条件では、荷降ろし時間をかなり短縮できるから
である。

回転羽根圧縮機は約１７５０ｍ、ｂａｒまでの圧力を発
生できるが、これらガス作動装置は、装置の操作条件が
輸送の復工程を早く終えたい運転手によって制御される
大量輸送車両の荀降ろし装置の場合には、ルーツ装置の
好ましい代替装置とは言えない。回転羽根圧縮機を特徴
づけている滑り羽根は最内側位置において作動しなくな
る傾向があり、性能が著しく低下し、羽根の摩耗量が使
用期間と使用期間との間にあるかなり長い時間において
許容できなくなる。

以前から、２つのルーツ送風機を連続的に配置し、使用
することによって、輸送車両の場合における吐出し圧力
を高めることが提案さている。ただし、このような装置
はスペースを取る上に、自重が大きくなる。というのは
、２つの送風機ケーシング及び駆動装置が必要だけでな
く、段間に内部冷却を含めることが必要であるからであ
る。内部冷却がないと、下流送風機の稼働温度か高くな
りすぎる。

減圧を発生させる場合には、単一のケーシング内に２つ
のルーツ送風機を端を接触させて設けると共に、下流側
にある一対の羽根が、これら羽根が上流側の一対の羽根
の出力側から直接送り出すガスを受は取るようにしてい
る。

［問題点を解決するための手段］本発明の第１態様によれば、容量形ガス作動装置はｍ減
的に同一な２つのルーツ送風機からなり、第１ルーツ送
風機の出口を第２ルーツ形送風機の入り口に連接し、こ
れによって２つの送風機が二段階ガス圧力上昇を作り出
すことができるようにし、そして２つの送風機を機械的
駆動伝達装置を介して１つの原動機から駆動して、所要
の容量変化比を与えるようにしている。

好ましくは、上流側送風機の回転子が下流側送風機の回
転子よりも速い角速度で駆動されるように、機械的駆動
伝達装置を設ける。

また、上流側回転子（Ｐｕ）と下流側回転子（Ｐｄ）を
通る空気中の圧力比を４０＋６０〜６０：４０にするの
が好ましい。望ましいＰｕ：Ｐｄ比は０．８２〜１．２
２．好ましくは０．９２〜１．０８の範囲内にある。

好適な構成においては、２つのルーツ送風機の二対の回
転子を単一のケーシング内に設けると共に、原動機をこ
のケーシングの取り付けたモータから構成する。このモ
ータはケーシングに直接ボルトにより取り付けた油圧モ
ータであれ−ばよい。

本発明の第２の態様によれば、二対のルーツ送風機形羽
根を並列にケーシング内に設けると共に、二組のギヤ装
置を一組づ４各羽根の端部に設け、第一組のギヤ装置に
より６対の羽根のひとつに駆動動作を伝達し、そして第
二組のギヤ装置により６対の羽根の一方から他方の羽根
に駆動動作を伝達する。

本発明の第３の態様によれば、容量形ガス作動装置を２
つのルーツ送風機で構成し、第１の送風機の出口を第２
の送風機の入り口に連接し、これによって２つの送風機
が二段階圧力上昇を作り出すことができるようにし、そ
してそれぞれ２つの送風機部分に熱接触するように第１
及び第２の冷却室を設ける。好ましくは、２つのルーツ
送風機を並列配置すると共に、冷却室を２つのルーツ送
風機の並列構成体の各端部の設けた含油ギアボックスで
構成し、一方のギヤボックスで２つのルーツ送風機の相
対回転速度を制御し、そして他方のギヤボックスを６対
の２つのルーツ送風機羽根を同期させる調時ギヤとして
使用する。

本発明の第４の態様によれば、８棗形ルーツ送風機をひ
とつのケーシングと、このケーシングに取り付けた単一
モータから駆動される４つの同一な羽根とから構成し、
上流側にある一対の羽根を下流側にある一対の羽根より
も速い角速度で同期駆動させる。

本発明の第５の態様によれば、大量輸送車両は油圧動力
ルーツ形送風機を有する荷降ろしシステムからなり、そ
してその特徴は、該送風機が一つのケーシング内に（連
続して）並列配置した二対の羽根をもつ点にある。

尚、本発明の第１の態様の好適な特徴は本発明のその他
の態様のいずれとも組み合わせることができる。

［発明の詳細な説明コニ段空気ポンプの構成及びその大量輸送車への応用例を
、例示する目的でのみ添付した図面について説明する。

第１図は本発明による大量輸送車両の空気圧力式荷降ろ
しシステムを示す該略図であり、第２図は第１図の荷降ろしシステムに使用した送風機を
示す、第３図１１−１１線断面図であり、第３図はギヤ装置を示す、第２図ｌ１ｌ−Ｉｌｌ線に沿
ってみた該略端面図であり、第４図は第２図ＩＶ−ＩＶ線における詳細な断面図であ
り、第５図は調時ギヤ装置を示す、第２図Ｖ−■線における
送風機の該略端面図であり、そして第６図は第２〜５図に示した送風機の無次元性能曲線を
示すグラフである。

第１図について説明すると、図示のタンク車１０は、タ
ンク本体１２がら空気圧により荷降ろしバイブ１４に荷
を降ろすようになっている。荷降ろし作業のための空気
流は、タンク車のエンジンによって駆動される加圧油圧
システムから動力が供給されるルーツ容量形送風機１６
によって発生する。

第２〜５図に送風機１６を詳細に示しである。送風機１
６は中心領域２２をもつケーシング２０からなり、これ
は一方の側に入り口２３、そして他方の側に出口２４（
第３図及び第５図を参照）を備えている。入り口２３は
空気フィルター（図示せず）に連絡しているが、これは
場合によっては適宜消音器（図示せず）に連絡させても
よい。また、出口２４はダクトにより安全弁（図示せず
）、逆止め弁（図示せず）、そして次にタンク本体Ｉ２
の下端に連結する。

ケーシング２０の中心領域２２内に、４つの同一なルー
ツ送風機影羽根３０．３２．３４および３６を設ける。

羽根３０及び３２が上流側の対を、そして羽根３４及び
３６が下流側の対を構成し、各羽根は第３図及び第５図
において矢印の方向に駆動される。６対の羽根はかみ合
い、モしてケーシングの中心領域２２の壁に接触するが
、これについては、ルーツ送風機の場合においてよく知
られているので、これ以上説明しない。しかし、上流側
の羽根３０．３２と下流側の羽根３４；３６はかみ合わ
ない。これら上流側の羽根と下流側の羽根はケーシング
内に並列配置されているが、いかなる時でもこれらは物
理的に接触しない。

尚、４つの羽根はすべて同じ寸法であり（これは製作上
有利である）、従って、ひとつのケーシング内に２つの
機械的に同一なルーツ送風機を設けることができる。

下流側の羽根３０及び３４は、ケーシング２０の一端に
おいて駆動ギヤボックス４４のケーシング４２に直接ボ
ルトにより取り付けられた油圧モータ４０から駆動され
る。モータ４０は一次駆動ギヤホイール４２のボア内に
駆動自在に係合する駆動スプライン紬４■を有する。こ
のギヤホイール４２は、下流側羽根３０及び３４の軸に
それぞれ駆動係合する第１及び第２段従動ギヤホイール
４３及び４４にかみ合い係合する。２つのルーツ送風機
による二段の羽根間の所要速度比を設定できるように、
ギヤホイール４２．４３間の比及びギヤホイール４２．
４４間の比を別々に選択する。二つの段において同一の
羽根を用いる場合には、第一段送風機速度（角速度）を
第二段送風機速度よりも最大で５０％大きくなるように
、従動ホイール４３及び４４間の比を選択する。特に有
利なのは２５％大きい速度（即ち、５：４という比）で
ある。

ギヤホイール４３は羽根３０の軸３Ｉに、そしてギヤホ
イール４４は羽根３４の軸にテーバにより取り付ける。

３つのギヤホイール４２．４３及び４４．４つの羽根の
隣接端の軸受け（２つのみを４６．４７で示しである）
、及びオイルシール４５は、ケーシングの中心領域２２
の一端にボルトにより取り付けた入力ギヤボックス５０
内に設ける。

ケーシングの中心領域２２の他端にボルトによって調時
ギヤボックス５２を取り付け、これに同じ二対の調時ギ
ヤ５４．５６及び５８．６０（第５図を参照）を収容す
る。調時ギヤは６対における上方回転子に駆動力を伝達
して、装置の稼働時に確実に６対の羽根を正しく同期さ
せる。尚、ケーシングの調時ギヤの設けられている端部
においては、上流側の羽根３０．３２と下流側の羽根３
４．３６とは機械的にかみ合うことはない。ギヤボック
ス５０と同様に、ギヤボックス５２は軸受け６２．６４
及びオイルシール６１を備えている。

各ギヤボックス５０．５２にはオイルが充填されている
が、これは、装置が稼働していない状態では、線６３で
示すレヴエルまで各ギヤボックスに充填されている。こ
のオイルはギヤホイールによってギヤボックス内周囲に
跳ね飛ばされ、中心領域２２に締め付けられたギヤボッ
クスの面から熱を取り去る作用を発揮する。このように
、各ギヤボックスはケーシングの中心領域に、特に第二
段圧縮を行う部分、即ち羽根３４及び３６を収容した部
分に生じる温度上昇を抑えるという重要な機能を果たす
。また、ケーシング２０の中心領域にフィンを付けるこ
とも、送風機からの除熱に役立つ。

実際に作業においては、図示の特定ポンプは１６００ｍ
、ｂａｒで定格化され、６００〜６８０ｍ’／ｈｒの空
気を供給する。

共通のケーソング内において二段階で同一な羽根を使用
することは重要であり、また製造コストを切り下げるも
のである。圧縮を効率良く行うためには、第二段を第一
段よりも遅く駆動させる必要がある。なぜなら、圧力が
高くなるのにつれて、ガスの容量が減少するからである
。理想的には、両段における圧縮は等温であるべきであ
るが、これは現実的ではない。しかし、効率を最適化す
るためには、二段階において同じ圧力比を適用するのが
望ましい。全圧力比及び各膜圧力比が判れば、第二段に
“移行°すべきガスの容量を計算できる。この流量を許
容するために、第二段において比例減少する速度（羽根
の角速度）を選択することができる。

図示の二段ルーツ装置の動作は一段装置に非常に近い。

いずれも、空気圧式搬送にとっては極めて望ましい“容
量形”特徴を備えている。第６図の無次元のグラフから
判るように、適用速度に対して処理速度はほぼ直線であ
り、圧力が上がるにつれてごく僅かに下がる。

共通ケーシングにおける二段装置の消費動力は、シリン
ダーを個別に使用する従来のもの構成と比較して必ずし
も大きくはない。−方、従来の構成は配管を接続してい
るので、圧力低下が大きく、動力消費量が大きい。

従って、現実には、第２〜５図に示す一体的構成の方が
動力消費量が小さく、また製作・設計の面から有利であ
る。

また、本発明によれば（三段以上の）多段ルーツ送風機
を構成することも可能である。

例えば、共通駆動軸（第３図のモータ軸４１）の軸線を
中心にして約１２０°の角度間隔でケーシングに三対の
回転子を設けることができる。この場合、送風機の駆動
端に３つの従動ギヤホイールを設けると共に、第一段を
高速、第二段を中程度の速度、そして第三段を低速にす
るために、これらのサイズを変えておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による大儀輸送車両の空気圧式荷降ろし
システムを示す該略図であり、第２図は第１図の荷降ろ
しシステムに使用した送風機を示す、第３図ＩＩ−ＩＩ
線断面図であり、第３図はギヤ装置を示す、第２図ｌｌｌ−１ｌｌ線に沿
ってみた該略端面図であり、第４図は第２図ＩＶ−ＩＶ線における詳細な断面図であ
り、第５図は調時ギヤ装置を示す、第２図■−Ｖ線における
送風機の該略端面図であり、そして第６図は第２〜５図に示した送風機の無次元性能曲線を
示すグラフである。主な参照数字は次の通りである。ｌＯ・・・タンク車１６・・・送風機２０・・・ケーシング２２・・・中心領域２３・・・入り口２４・・・出口３０．３２．３４．３６・・・羽根４０・・・モータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）機械的に同一な２つのルーツ送風機からなり、第
１ルーツ送風機の出口を第２ルーツ形送風機の入り口に
連接し、これによって２つの送風機が二段階ガス圧力上
昇を作り出すことができるようにし、そして２つの送風
機を機械的駆動伝達装置を介して１つの原動機から駆動
して、所要の容量変化比を与えるようにしたことを特徴
とする容量形ガス作動装置。
（２）二対のルーツ送風機形羽根を並列にケーシング内
に設けると共に、二組のギヤ装置を一組づつ各羽根の端
部に設け、第一組のギヤ装置により各対の羽根のひとつ
に駆動動作を伝達し、そして第二組のギヤ装置により各
対の羽根の一方から他方の羽根に駆動動作を伝達するよ
うにしたことを特徴とする容量形ガス作動装置
（３）２つのルーツ送風機で構成し、第１の送風機の出
口を第２の送風機の入り口に連接し、これによって２つ
の送風機が二段階圧力上昇を作り出すことができるよう
にし、そしてそれぞれ２つの送風機部分に熱接触するよ
うに第１及び第２の冷却室を設けたことを特徴とする容
量形ガス作動装置。
（４）ひとつのケーシングと、このケーシングに取り付
けた単一モータから駆動される４つの同一な羽根とから
構成し、上流側にある一対の羽根を下流側にある一対の
羽根よりも速い角速度で同期駆動させることを特徴とす
る容量形ルーツ送風機。
（５）油圧作動ルーツ形送風機を有する荷降ろしシステ
ムからなる大量輸送車において、該送風機が一つのケー
シング内に（連続して）並列に配置した二対の羽根を備えていることを特徴
とする上記車両。