JP2000511987A - スパイラル原理の容積形機械の運転を開始する方法及びこの方法を実施するのに適した容積形機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は，スパイラル原理の容積形機械（１）であって，２部分から成るケーシング（２，３）とその中で軸方向に案内されているオービタ（８）とを有し，互いに向き合っている面範囲の一方は摩滅する材料（１３）で被覆されているのに対し，他方は，材料層（１３）の摩滅を惹起せしめる表面を有している形式の機械の運転を開始する方法に関する。この方法は次のようにして実施される。すなわち，機械（１）をその組み立て後に始動し，シール透き間（１４，１５）が生ずるまで，摩滅する材料（１３）を取り除いていく。

Description

【発明の詳細な説明】 スパイラル原理の容積形機械の運転を開始する方法 及びこの方法を実施するのに適した容積形機械 ここで扱う形式の容積形機械においては，オービタがケーシングの内部で円運 動を行う。少なくとも１つのスパイラル形の突起及びこの突起に適合せしめられ た溝が吸い込み室を形成し，この吸い込み室内で，閉じ込められた容積が内方か ら外方に（あるいは逆に）移動し，搬送を行う。 特に，この形式の容積形機械が真空ポンプとして使用される場合，理論的に可 能な圧縮比を達成することは困難である。その理由は，搬送性能にとって重要な ，互いに相対的に動く部分の間のシール透き間が高価な制作費をかけないと，充 分に小さく形成できないからである。ここで扱う形式の容積形機械において吸い 込み室をシールする透き間は，オービタ若しくは機械の軸線に対して垂直に延び る面範囲の間にある軸方向のシール透き間と，半径線に対してほぼ垂直に，つま り軸方向に延びる面範囲の間にある半径方向のシール透き間とである。 本発明の根底をなす課題は，高価な制作費なしに製作された機械において，そ れにもかかわらず最良のシール透き間比を達成することである。 本発明は次の特徴を有しているスパイラル原理の容積形機械から出発する：容 積形機械は２部分から成るケーシングと軸方向で案内されているオービタとを有 している。一方の構造部分（ケーシング又はオービタ）の少なくとも１つのスパ イラル形の溝が吸い込み室を形成している。他方の構造部分（オービタ又はケー シング）の少なくとも１つのスパイラル形の突起が吸い込み室内で円運動を行う 。突起及び溝は互いに向き合った半径方向に延びる面範囲を有しており，これら の面範囲の間に軸方向のシール透き間がある。互いに向き合った面範囲を有する これら両方の構造部分のうち，少なくとも一方はわずかな製作精度で製作されて いて，少なくとも軸方向のシール透き間を形成する面範囲において，摩滅する材 料で被覆されている。これらの面範囲に向いた，対応する構造部分の面範囲は該 被覆の摩滅を惹起せしめる表面を有している。摩滅する材料から成る被覆の寸法 は，次のように，すなわち互いに向き合う面範囲が組み立て後に接触するけれど も，機械の始動がブロックされていないように，選ばれている。 本発明による容積形機械の運転を開始する方法は次のようにして行われる。す なわち，機械を始動させ，シール透き間が生ぜしめられるまで，摩滅する材料を 取り除いていく。有利にはオービタの軸方向の案内が，軸方向での取り除きプロ セスの終わりを定めるため に使用される。オービタの軸方向の案内がなじませプロセスをコントロールする ことによって，取り除きプロセスは，スラスト軸受装置が許容するまで，行われ るに過ぎない。オービタの軸方向の案内が摩滅する材料のそれ以上の除去を阻止 する瞬間において，半径方向に延びている互いに向き合った面範囲の間の軸方向 のシール比が最良であり，それも，被覆を備えた構造部分が大きな製作精度で製 作されているかどうかに無関係に最良である。 有利には被覆されている構造部分は，半径方向のシール透き間を形成する軸方 向に延びている面範囲においても，摩滅する被覆を備えており，この被覆は−半 径方向に延びる面範囲の被覆のように−わずかな過寸法を有している。これらの 被覆された面範囲に向き合っている他方の構造部分の面範囲が摩滅を惹起せしめ る表面を有しており，かつ，オービタのために比較的に遊びのない半径方向軸受 装置が存在しているという前提のもとで，これらの手段は，本発明による運転開 始方法中に，半径方向のシール透き間に関しても最良のシール比を生ぜしめるこ とを可能にする。 本発明の別の利点及び詳細は図１〜９を参照しながら説明する。 図１及び２はそれぞれ本発明による運転開始前及び運転開始後におけるここで 扱う形式の容積形機械の概略的軸方向断面図を示す。 図３〜９は本発明による運転開始方法を実施するのに適した容積形機械におけ る軸受装置の合目的な構造を示す。 すべての図面において本発明によって構成された容積形機械１の両方のケーシ ング部分は２（ケーシング）及び３（カバー）で示されている。これらのケーシ ング部分は互いに相対的に軸方向に案内されている。両方のケーシング部分２， ３内には溝４若しくは５があり，これらの溝はそれぞれ吸い込み室６若しくは７ を形成している。これらの吸い込み室６，７内で円板形のオービタ８の両側に配 置されたスパイラル形の突起１１及び１２が円形運動を行い，自体公知の形式で 所望のガス搬送を生ぜしめる。オービタ８は軸方向の案内を有している。この軸 方向の案内はオービタ８及びケーシング２，３の円周に一様に分配して配置され た複数の，有利には３つの軸受装置９を有している。両方のケーシング部分２， ３の間の分離線はオービタ８のところに位置している。破線１０で示されていて 周辺部に配置されている複数のねじによって機械１の組み立てが行われる。やは り図示していないスペーサプレートは両方のケーシング部分２，３相互の間隔２ ０を定める。 図１及び２に示した実施例ではオービタ８はプラスチック層１３で被覆されて おり，それも，軸方向のシール透き間（例えば二重矢印１４）の範囲並びに半径 方向のシール透き間（例えば二重矢印１５）の範囲において被覆されている。プ ラスチック層は例えばポリテトラフルオルエチレンから成っていて，なじませプ ロセスの前は０．１〜１mmの厚さである。プラスチック層の寸法は次のように選 ばれている。すなわち，それらの間にシール透き間１４，１５が存在するところ の面範囲が容積形機械１の組み立ての直後に−それが暫定的であれ，あるいは最 終的であれ−最初は接触しているけれども，しかし機械の始動はブロックされて いないように，選ばれている。機械の始動の後になじませプロセスが行われるよ うにするために，対向走行面の表面は，少なくとも軸方向及び半径方向のシール 透き間を形成する範囲において，細粒の摩滅粒子を生ぜしめるように，形成され ている。このためにこれらの対向走行面は例えばショットブラストあるいはサン ドブラストすることができる。 被覆１３がＥＵ−Ｂ１−４９３ ３１５に記載されているような蜂巣構造を有 していると，特に有利である。 オービタ８は外方の縁部２１を有しており，この縁部は，両方のケーシング部 分２，３の間の，縁部２１に適合せしめられている切り欠き２２とともに，軸方 向の軸受装置９を形成する。 図１及び２の実施例では，軸方向の軸受装置９は滑り軸受装置として構成され ている。これらの軸受装置 はそれぞれ２つの鋼板２３，２４を有しており，これらの鋼板はオービタ８の縁 部２１の側方でケーシング部分２，３に取り付けられている。対向走行面は，オ ービタ８の外方の縁部２１に取り付けられたプラスチック（ポリテトラフルオル エチレン）から成るプレート２５，２６が形成している。部材２３〜２６の大き さ比はオービタ８の円運動を考慮している。滑り軸受装置の走行面はそれぞれ軸 受透き間（二重矢印２７）を形成しており，この軸受透き間の大きさはケーシン グ部分２，３の軸方向の間隔に関連している。 図１及び２は，なじませプロセスの前（図１）及び後（図２）のシール透き間 比を示している。ケーシング部分２，３を組み立てた直後は，軸方向のシール透 き間１４を形成する面範囲は被覆１３の過寸法のために互いに接触している。滑 り軸受装置９は比較的に大きな空げき２７（図１）を形成している。機械１の運 転開始とともに，なじませプロセスが始まる。互いに向き合った面範囲は，摩滅 する面範囲が摩滅せしめられることによって互いに適合する。滑り軸受装置９内 の軸方向の透き間２７は小さくなる。滑り軸受装置９内に最良の軸受比が生ぜし められると直ちに，軸方向のなじませプロセスが終了する。それ以上の摩滅はも はや行われず，したがってこの瞬間に存在している極めて小さいシール透き間は 機械の後での運転の際に存続する。 このなじませプロセスは単数又は複数の段階で行うことができる。被覆１３の 過寸法が大きくて，直ちに最終組み立てされた機械が過度に大きな摩擦力のため に始動しないような場合には，複数の段階が必要である。したがってまず，軸受 ９内の最良のシール透き間の生成がまだ不可能であるように両方のケーシング部 分２，３の間隔２０を定めるスペーサプレートによって暫定的な組み立てが行わ れる。第１のなじませ段階が終了すると，機械１が解体され，より薄いスペーサ プレートで改めて組み立てられ，運転される。これによって第２の，有利には最 後のなじませプロセスの段階が始まる。スラスト軸受９内の最良の軸受透き間２ ７が再びなじませプロセスの終わりを定める。 合目的に，大体において軸方向に延びて半径方向のシール透き間１５を形成す る面範囲も，本発明によって形成されている。すなわち機械の運転開始の後に， 半径方向でもなじませプロセスが行われる。このなじませプロセスは，相互の接 触が弱まったときに終了し，半径方向でも最良の小さなシール透き間が生ぜしめ られる。 図３はスラスト軸受９の別の構成を示す。ケーシング部分２，３に取り付けら れたプレート２３，２４（図１，２）の代わりに，球ころ部材２８，２９が設け られており，これらの球ころ部材はオービタ８のプレート２５，２６とともに， スラスト軸受の機能を行い ，なじませプロセスの終わりを定めるために使用することができる。 図４〜６は，オービタ８及びケーシング２，３が関節的な若しくは可とう性の 部材を介して互いに結合されているスラスト軸受の実施形を示す。 図４の実施例では，オービタ８の両側に複ヒンジ３１若しくは３２が存在して いる。複ヒンジ３１，３２をケーシング側で固定するために，ケーシング２，３ 内に取り付けられたかん合片３３，３４が設けられている。これら両方のかん合 片の少なくとも一方は軸方向に調整可能かつ固定可能である（二重矢印３５を見 よ）。これによって，この形式のスラスト軸受も，なじませプロセス中にケーシ ング部分２，３を軸方向に案内するために使用することが可能である。単数又は 複数の段階のなじませプロセス中に例えば機械１の性能（圧縮，最終圧力状態な ど）を観察すれば，これらの性能の単数又は複数が最良であるときに，なじませ プロセスが合目的に終了せしめられる。かん合片３４が軸方向に調整可能である ことによって，なじませプロセス中のケーシング部分２，３の軸方向の運動が案 内されている。 図５の実施例では，複ヒンジ３１，３２の代わりに，曲げロッド３７が設けら れている。この曲げロッドも，軸方向に調整可能かつ固定可能なかん合片３４に よってケーシング部分３に固定されている。 図４及び５による例について付け加えると，オービタ８の単に片側にだけ複ヒ ンジ若しくは曲げロッドがある場合にも，機能し得る構造が保証されている。 図６による実施例においては，オービタ８とケーシングとの間の結合部材は偏 心ピン４１から成っており，この偏心ピンはアンギュラ形玉軸受４２，４３を介 してケーシング部分２若しくはオービタ８に軸受されている。ケーシング側のア ンギュラ形玉軸受４２はやはり軸方向に調整可能かつ固定可能なかん合片４４に よってケーシング部分２に固定されている（二重矢印４５）。 図４〜６による構造の利点は，オービタ８のねじれを阻止するという作用を同 時に有していることである。 図７は，機械１の主軸５２の偏心的な軸受装置５１もケーシング部分２，３の 軸方向の案内に使用することができることを示す。重要なことは，所属の軸受５ ３及び５４がアンギュラ形玉軸受として構成されていて，なじませプロセス中に ，例えば軸受５４をケーシング部分２に軸方向で固定する軸方向に調整可能かつ 固定可能な（二重矢印５５）かん合片５６によって，ケーシング部分２，３の軸 方向の相互に向かう運動を可能にすることである。 図８及び９に示した実施形（オービタ８の断面図）においては，ケーシング２ ，３におけるオービタ８の 軸方向の固定が板ばね６１若しくは６２によって実現されており，これらの板ば ねは例えばオービタ８の外方の縁部を両方のケーシング部分２，３の一方と結合 している。板ばね６１，６２は機械１の正常運転中にオービタ８の円運動は可能 にするが，軸方向の運動は行わせない。固定プレート６３及び６４によって板ば ね６１，６２はオービタ８若しくはケーシング２，３に固定されている。なじま せプロセス中にケーシング部分２，３の軸方向の運動を可能ならしめるために， 固定プレートのそれぞれ一方は軸方向に調整可能かつ固定可能に構成されている 。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 次の特徴を備えたスパイラル原理の容積形機械，すなわち２部分から成るケ ーシング（２，３）と軸方向で案内されているオービタ（８）とを有し，ケーシ ング（又はオービタ）の少なくとも１つのスパイラル形の溝とオービタ（又はケ ーシング）の少なくとも１つのスパイラル形の突起とが吸い込み室（６若しくは ７）を形成しており，突起（１１，１２）及び溝（４，５）は互いに向き合った 半径方向に延びる面範囲を有しており，これらの面範囲の間に軸方向のシール透 き間（１４）があり，これら両方の互いに向き合う面範囲の一方は摩滅する材料 （１３）で被覆されており，他方は材料層（１３）の摩滅を惹起せしめる表面を 有しており，被覆（１３）の寸法は，互いに向き合う面範囲が機械の組み立て後 に接触はするが，機械（１）の始動はブロックされていないように，選ばれてい る容積形機械（１）の運転を開始する方法を，次のようにして，すなわち機械（ １）を組み立て後に始動させ，摩滅する材料（１３）を，シール透き間（１４， １５）が生じるまで，取り除いていくようにして実施する，スパイラル原理の容 積形機械の運転を開始する方法。 2, オービタ（８）の軸方向の案内（９）を軸方向で のなじませプロセスの終わりを定めるために使用することを特徴とする，請求項 １記載の方法。 3. 殊に複数のスラスト軸受（９，５１）を軸方向の案内として役立たせること を特徴とする，請求項２記載の方法。 4. 軸方向の案内として，半径方向に延びる滑り面を有する単数又は複数の滑り 軸受（９）を使用し，滑り軸受（９）内の最良の軸受比の形成がなじませプロセ スの終わりを定めることを特徴とする，請求項３記載の方法。 5. 取り除きプロセスを２つ以上の段階で行うことを特徴とする，請求項１から ４までのいずれか１項記載の方法。 6. 両方のケーシング部分（２，３）の軸方向の間隔をスペーサプレートによっ て定め，このスペーサプレートの厚さを連続的に減少させていくことを特徴とす る，請求項５記載の方法。 7. 軸方向の案内として，オービタ（８）をケーシング部分（２，３）の少なく とも一方と結合する部材（３１，３２，３７，４１，５１）を使用し，その都度 の部材とケーシング（２，３）とを，軸方向にしゅう動可能かつ固定可能な結合 部材（３４，４４，５６）によって結合しておくことを特徴とする，請求項２又 は３記載の方法。 8. なじませプロセス中に，機械（１）の性能，例えば圧縮，最終圧力状態など を観察し，観察した値に基づいてなじませプロセスの終了時点を定めることを特 徴とする，請求項７記載の方法。 9. 突起（１１，１２）及び溝（４，５）がほぼ軸方向に延びてほぼ半径方向の シール透き間（１５）を形成している互いに向き合った面範囲を有しており，互 いに向き合っている両方の面範囲の一方が摩滅する材料（１３）で被覆されてい るのに対し，他方が材料層（１３）の摩滅を惹起せしめる表面を有している容積 形機械（１）の運転を開始する方法を，次のようにして，すなわち機械（１）を 組み立て後に始動させ，摩滅する材料（１３）を，半径方向のシール透き間（１ ５）が生じるまで，取り除いていくようにすることを特徴とする，請求項１から ８までのいずれか１項に記載の方法。 10．請求項１から９までのいずれか１項記載の方法を実施するための容積形機械 （１）であって，２部分か ら成るケーシング（２，３）と軸方向で案内されているオービタ（８）とを有し ，ケーシング（又はオービタ）の少なくとも１つのスパイラル形の溝とオービタ （又はケーシング）の少なくとも１つのスパイラル形の突起とが吸い込み室（６ 若しくは７）を形成しており，突起（１１，１２）及び溝（４，５）は互いに向 き合った半径方向に延びる面範囲を有しており，これらの面範囲の間に軸方向の シール透き間（１４）がある形式のものにおいて，両方の互いに向き合った面範 囲の一方が摩滅する材料（１３）で被覆されているのに対し，他方は材料層（１ ３）の摩滅を惹起せしめる表面を有しており，摩滅する材料から成る被覆（１３ ）の寸法が次のように，すなわち互いに向き合った面範囲が機械の組み立て後に 互いに接触するけれども，機械（１）の始動がブロックされていないように，選 ばれていることを特徴とする，容積形機械。 11．摩滅する材料から成る被覆（１３）が蜂巣構造を有していることを特徴とす る，請求項１０記載の機械。 12．摩滅を惹起せしめる面範囲が金属から成っていて，ショットブラスト又はサ ンドブラストされていることを特徴とする，請求項１０又は１１記載の機械。 13．オービタ（８）のための軸方向の案内（９）が設けられていることを特徴と する，請求項１０から１２までのいずれか１項記載の機械。 14．オービタが単数又は複数のスラスト軸受装置（９）を備えていることを特徴 とする，請求項１３記載の機械。 15．複数の，殊に３つのスラスト軸受装置（９）がオービタの円周に均一に分配 されて配置されていることを特徴とする，請求項１４記載の機械。 16．軸受（９）が滑り軸受（２３，２５；２４，２６；２５，２８；２６，２９ ）として構成されていることを特徴とする，請求項１５記載の機械。 17．軸受（９）が，オービタ（８）をケーシング（２，３）と結合する関節的な 又は可とう性の部材（３１，３２，３７，４１）を有していることを特徴とする ，請求項１５記載の機械。 18．関節的な部材が少なくとも１つの複ヒンジ（３１，３２）であることを特徴 とする，請求項１７記載の機械。 19．可とう性の部材が曲げロッド（３７）であることを特徴とする，請求項１７ 記載の機械。 20．関節的な部材がクランク（４１）であることを特徴とする，請求項１７記載 の機械。 21．機械（１）の主軸（５２）の偏心的な軸受装置（５１）が軸方向の案内とし て使用されることを特徴とする，請求項１３記載の機械。 22．クランク（４１）又は主軸（５２）の軸受装置（５１）がアンギュラ形玉軸 受（４２，４３若しくは５３，５４）を備えていることを特徴とする，請求項２ ０又は２１記載の機械。 23．スラスト軸受装置（９，５１）のケーシング側の固定部材が軸方向に調整可 能かつ固定可能であることを特徴とする，請求項１４から２２までのいずれか１ 項記載の機械。 24．オービタ（８）が板ばね（６１，６２）を介してケーシング（２，３）と結 合されていることを特徴とする，請求項１３記載の機械。 25．板ばねの固定部材（６３，６４）の少なくとも一 方，殊にケーシング側の固定部材（６４）が軸方向にしゅう動可能かつ調整可能 であることを特徴とする，請求項２４記載の機械。 26．真空ポンプとして構成されていることを特徴とする，請求項１０から２５ま でのいずれか１項記載の機械。