JPH0125909B2 - - Google Patents

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JPH0125909B2
JPH0125909B2 JP57172822A JP17282282A JPH0125909B2 JP H0125909 B2 JPH0125909 B2 JP H0125909B2 JP 57172822 A JP57172822 A JP 57172822A JP 17282282 A JP17282282 A JP 17282282A JP H0125909 B2 JPH0125909 B2 JP H0125909B2
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JP
Japan
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shaped
spiral
blade
groove
peripheral surface
Prior art date
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JP57172822A
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JPS5960086A (ja
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Yasuo Kita
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Publication of JPS5960086A publication Critical patent/JPS5960086A/ja
Publication of JPH0125909B2 publication Critical patent/JPH0125909B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に、Cリング式ポンプまたはス
クロール形ポンプ等と称されている容積型の流体
機械に関するものである。
この種の流体機械としては例えば、前述のCリ
ング式ポンプ等が知られているが、このCリング
式ポンプの場合はケースの端面に、一端が流入口
に連通し他端が流出口に連通するC形溝を設ける
とともに、このC形溝の開口端面に蓋着したデイ
スクから、該C形溝の内側面間に遊嵌し、かつ、
その先端面が前記C形溝の底面に摺接するC形翼
を突設し、このC形翼を、該C形溝の内周面およ
び外周面の少なくとも一方が前記C形溝の内側面
に当接するように前記C形溝の曲率中心から所定
距離だけ偏心させて配置し、このC形翼にその偏
心軌道に沿うみそすり運動を行わせることによつ
て、前記C形溝内に充満する流体を前記流入口側
から前記流出口側へ移動させ得るように構成した
ポンプユニツトを具備している。以下、かかるC
リング式ポンプを中心にして説明を進めるが、こ
のような構成の流体機械によれば、前記ポンプユ
ニツトを複数組直列に接続するとともに、これら
各ユニツトのC形翼を所要角度だけ相互に位相を
異ならせた状態で同期的に作動させ得るようにす
ることによつて、脈動のない容積型のポンプを構
成することが可能であり、また、逆に、流体を前
記各ユニツトに導入して、これら各ユニツトのC
形翼を強制的に作動させ、その作動力を外部に取
り出し得るようにすることによつて、圧力損失の
少ない流量計や高速から低速まで広範囲に亘つて
安定に作動するモータを構成することができるも
のである。
ところが、従来ものは、前記C形翼の内周面と
外周面および前記C形溝の両内側面をそれぞれ円
柱面にしているので、大量生産が難しいという問
題がある。すなわち、前記内外周面および、前記
内側面をそれぞれユニツトの軸心と平行な母線に
より形成される円柱面とした場合には、抜き勾配
を確保することができないので、前記C形翼や前
記C形溝を有するケースを型加工により製作する
のが非常に難しい。そのため、少なくともかかる
円柱面部分は機械加工により形成せざるを得ない
という面倒さがあり、製作に手間がかかるという
不都合がある。
また、このような円柱面の場合には、翼の内外
周面と溝の内側面との接触部分および、翼の先端
面と溝の底面との接触部分がシールを行つて容積
の拡縮する密閉空間を形成するようになつてい
る。ところが、従来のものは、前記翼および溝の
外方端部および内方端部が角ばつているのが一般
的であるため、その角部分でシールの連続性が損
なわれやすいという重大な問題がある。すなわ
ち、面同士の接触部分は、その面加工の精度を向
上させたり、格別なシール部材を設けることによ
つて適切なシール性能を確保することができる
が、凹形の角と凸形の角とを正確に密着させてシ
ールすることは難しい。仮にそのシールができた
としても、使用により角が摩耗してシール性が低
下し易い。そのため、翼および溝の外方端部およ
び内方端部が角ばつた従来のものは、長期に亘つ
て所期の性能を維持するのが難しいという問題が
ある。
本発明は、このような事情に着目してなされた
もので、C形または渦巻形翼の外周面および内周
面を、該C形または渦巻形翼の厚みが先端方向に
漸次減少するように傾斜させると共に、前記C形
または渦巻形溝の各内側面を、その母線が対応す
るC形または渦巻形翼の外周面または、内周面の
母線と平行になるように傾斜させ、さらに、C形
または渦巻形翼およびC形または渦巻形溝のそれ
ぞれの外方端部および内方端部の角部分に、その
曲率半径Rが、t/10≦R≦t/2なる関係を有したア ール部を設けることによつて、前述した不都合を
効果的に解消することができるようにした容積型
流体機械を提供するものである。
ここで、tは、翼の先端部の厚みである。アー
ル部の曲率半径Rを前述のように限定した理由
は、次のようである。すなわち、曲率半径Rを
t/10よりも小さくすると、翼および溝の角部分が 実質的に角ばつている場合と同様なものとなり、
摩耗によりその角部分でシールの連続性が損なわ
れ易くなる。一方、曲率半径Rをt/2よりも大き くすると、翼の先端が尖つたものになり好ましく
ない。すなわち、曲率半径Rをt/2にした場合に 翼の先端が横断面半円弧状のものとなる。したが
つて、それよりも曲率半径Rを大きくすると翼の
先端が不連続なものとなり、摩耗し易くなる。
以下、本発明をCリング式ポンプに適用した場
合の一実施例につき第1図〜第4図を参照して説
明する。
第1のポンプユニツトAと、第2のポンプユニ
ツトBとを直列に接続している。各ポンプユニツ
トA,Bは、ケース1,2の一端面1a,2aに
C形溝3,4を開口させるとともに、このC形溝
3,4を開口させるとともに、このC形溝3,4
の開口端面に蓋着したデイスク5,6から該C形
溝3,4の内側面7と8,9と10間に遊嵌し、
かつ、その先端面11,12が前記C形溝3,4
の底面13,14に液密に摺接するC形翼15,
16を一体的に突設し、このC形翼15,16
を、該C形翼15,16の外周面17,18およ
び内周面19,20の少なくとも一方が前記C形
溝の内側面7,8,9,10に当接するように前
記C形溝3,4の曲率中心0から所定距離だけ偏
心させて配置し、このC形翼15,16にその偏
心軌道に沿う公転円運動を行わせるようになつて
いる。前記C形溝3,4は、それぞれ3/4+α円
弧状のもので、各一端を流入口21,22に連通
させるとともに各他端を流出口23,24に連通
させてある。そして、第1のポンプユニツトAの
流出口23を第2のポンプユニツトBの流入口2
2に接続している。また、前記C形翼15,16
は3/4+α円弧状のものであり、前記C形溝3,
4の所定深さ位置における該C形溝3,4の外側
の内側面7,9の曲率半径をr1、内側の内側面
8,10の曲率半径をr2、該C形翼15,16の
平均曲率半径をr3とした場合、r3=(r1+r2)/2
なる関係式が成立するような形状寸法に設定され
ている。そして、第1のポンプユニツトAのC形
翼15と第2のポンプユニツトBのC形翼16と
を相互に90゜だけ位相を異ならせた状態で同期的
にみそすり運動させるようにしている。なお、こ
こで、みそすり運動とは、前記各C形翼15,1
6の各部が前記C形溝3,4の巾寸法(r2−r1
から該C形翼15,16の巾寸法wを減じた値に
対応する直径の円運動を行うことを意味してい
る。各C形翼15,16にみそすり運動を行わせ
るための具体的な構成は、例えば、前記両ポンプ
ユニツトA,Bを軸心を一致させて背中合せに配
置するとともに、その軸心部に共通の回転軸26
を挿通させ、この回転軸26に一体回転可能に装
着した偏心カム27,28を前記デイスク5,6
に穿設した軸孔29,30に回転可能に嵌合さ
せ、この回転軸26を回転させて前記デイスク
5,6を偏心軌道に沿つて円運動させるようにし
たものである。
また、前記C形翼15,16の外周面17,1
8および内周面19,20を、該C形翼15,1
6の厚みが先端方向に漸次減少するように傾斜さ
せている。また、前記C形溝3,4の内側の内側
面8,10を、その母線が前記C形翼15,16
の内周面19,20の母線と平行になるように傾
斜させるとともに、前記C形溝3,4の外側の内
側面7,9をその母線が前記C形翼の外周面1
7,18の母線と平行になるように傾斜させてい
る。なお、前記各母線は、中央大部分が直線で両
端部が略1/4の円弧線により構成されており、前
記各内側面7,8,9,10、前記外周面17,
18および前記内周面19,20の各外角部分お
よび内角部分にそれぞれアール部7a,8a,9
a,10a,17a,18a,19a,20aが
形成されている。
すなわち、前記C形翼15,16およびC形溝
3,4のそれぞれの外方端部および内方端部の角
部分に、その曲率半径Rがt/10≦R≦t/2なる関係 のアール部7a,8a,9a,10a,17a,
18a,19a,20aを形成している。ここ
で、tは、前記C形翼15,16の先端部の厚み
寸法を示している。
このような構成のものであれば、C形翼15,
16の外周面17,18が外接触部にいてC形
溝3,4の外側の内側面7,9に線接触するとと
もに、C形翼15,16の内周面19,20が内
接触部においてC形溝3,4の内側の内側面
8,10に線接触するため、前記C形溝3,4内
は前記C形翼15,16によつて鎌のような形の
流入口側の空間3a,4aと流出口側の空間3
b,4bとに分断される。そして、この状態から
回転軸26を矢印X方向へ回転移動させて前記C
形翼15,16にみそすり運動を行なわせると、
前記外接触部および前記内接触部がそれぞれ
C形溝3,4の内側面7,8,9,10に沿つて
流入口21,22から流出口23,24側へ移行
するため、前記両空間3a,3b,4a,4bも
同方向に移動することになり、これら両空間3
a,3b,4a,4bに充満している流体が流入
口21,22側から流出口23,24側へ搬送さ
れることになる。なお、前記C形翼15,16が
みそすり運動を行う過程で、前記外接触部が一
時的に無くなる時期(第4図の第1のポンプユニ
ツトAを参照)および前記内接触部が一時的に
無くなる時期(第3図の第2のポンプユニツトB
を参照)が定期的におとずれる。しかしながら、
第1のポンプユニツトAと第2のポンプユニツト
Bとの間でこれらの時期が重なることがないよう
に前記各C形翼15,16のみそすり運動の位相
を異ならせてあるので、第1のポンプユニツトA
の流入口21と第2のポンプユニツトBの流出口
24とがC形溝3,4を介して無抵抗状態で連通
するという事態は一瞬たりとも生じ得ない。その
ため、このようなものであれば、前記流入口21
から吸込まれた流体が前記両C形溝3,4内を順
次に通つて前記流出口24へ確実に導かれ、この
流出口24から逐次吐出されるというポンプ作用
を弁等を一切用いることなしに営ませることがで
きるものである。
なお、以上の実施例は、本発明に係る流体機械
をポンプとして使用した場合のものであるが、逆
に、流体を前記各ユニツトに貫流させるようにす
れば、本流体機械を流量計やモータとして使用す
ることができるものである。
また、前記実施例では、2組のユニツトを直列
に接続した場合について説明したが、本発明に
は、前記ユニツトを1組しか有さないものや、3
組以上のユニツトを備えてなるものも含まれる。
さらに、本発明は、前述のとおり渦巻形の翼と
溝の組み合わせからなるユニツトを具備した渦巻
形ポンプ(スクロール形ポンプ)あるいはモータ
にも適用できるものである。この渦巻形流体機械
の一例は、特開昭51―104609号「圧縮性媒体用圧
縮機」に示されている。
以上、説明したように、本発明は、C形または
渦巻形翼およびC形または渦巻形溝のそれぞれの
外方端部および内方端部の角部分に、t/10≦R≦ t/2なる関係を有したアール部を設けているので、 翼と溝との接触シール部分が円滑に連続したもの
になる。しかも、角部分が摩耗により、変形し
て、その部分のシール性が低下するという不具合
も生じ難いものとなる。したがつて、高い効率を
長期に亘つて維持することができるという優れた
効果を得ることができる。
さらに、C型または渦巻形翼の内外周面を、該
C型または渦巻形翼の厚みが先端方向に漸次減少
するように傾斜させるとともに、前記C型または
渦巻形溝の各内側面を、その母線が対向するC形
または渦巻形翼の内外周面の母線と平行になるよ
うに傾斜させているので、前記C形または渦巻形
翼を前記C形または渦巻形溝の内側面に線接触さ
せた状態でみそすり運動を行なわせることが可能
であり、原理的には従来のものと同様な機能を発
揮し得るものである。しかも、前記C形または渦
巻形翼の内、外周面および、C形または渦巻形溝
の内側面にそれぞれ前述したような傾斜をつける
と、型加工を行なう場合にその傾斜を抜き勾配と
して利用することができるので、脱型がきわめて
容易となり、前記C形または渦巻形溝を有するケ
ースや前記C形または渦巻形翼を有したデイスク
の製作が簡単なものになる。したがつて、大量生
産を行う場合に、大幅なコストダウンを図ること
ができるものである。また、前記C形または渦巻
形翼を前述のような先細りのテーパ形状にすれ
ば、該C形または渦巻形翼を比較的薄肉なものに
しても必要な剛性を確保することが可能となり、
ユニツトの軽量化を図ることができるという効果
も得られる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明の一実施例を示し、第1図は概
略断面図、第2図は要部を示す拡大説明図、第3
図、第4図は原理説明図である。 A,B…ユニツト(ポンプユニツト)、1,2
…ケース、3,4…C形溝、5,6…デイスク、
7,8,9,10…内側壁、11,12…先端
面、13,14…底面、15,16…C形翼、1
7,18…外周面、19,20…内周面、21,
22…流入口、23,24…流出口、7a,8
a,9a,10a,17a,18a,19a,2
0a…アール部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ケースの端面に、一端が流入口に連通し他端
    が流出口に連通するC形または渦巻形溝を設ける
    とともに、このC形または渦巻形溝の開口端面に
    蓋着したデイスクから、該C形または渦巻形溝の
    内側面間に遊嵌しかつその先端面が前記C形また
    は渦巻形溝の底面に密接するC形または渦巻形翼
    を突設し、このC形または渦巻形翼を、該C形ま
    たは渦巻形翼の内周面および外周面の少なくとも
    一方が前記C形または渦巻形溝の内側面に当接す
    るように前記C形または渦巻形溝の曲率中心から
    所定距離だけ偏心させて配置し、このC形または
    渦巻形翼にその偏心軌道に沿うみそすり運動を行
    わせることによつて、前記C形または渦巻形溝内
    に充満する流体を前記流入口側から前記流出口側
    へ移動させ得るように構成したユニツトを具備し
    てなる容積形の流体機械であつて、前記C形また
    は渦巻形翼の外周面および内周面を、該C形また
    は渦巻形翼の厚みが先端方向に漸次減少するよう
    に傾斜させると共に、前記C形または渦巻形溝の
    各内側面を、その母線が対応するC形または渦巻
    形翼の外周面または、内周面の母線と平行になる
    ように傾斜させ、前記C形または渦巻形翼および
    C形または渦巻形溝のそれぞれの外方端部および
    内方端部の角部分に、その曲率半径Rが、t/10≦ R≦t/2(tは翼先端部の厚み)なる関係を有し たアール部を形成したことを特徴とする容積型流
    体機械。
JP17282282A 1982-09-30 1982-09-30 容積型流体機械 Granted JPS5960086A (ja)

Priority Applications (1)

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JP17282282A JPS5960086A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 容積型流体機械

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Publication Number Publication Date
JPS5960086A JPS5960086A (ja) 1984-04-05
JPH0125909B2 true JPH0125909B2 (ja) 1989-05-19

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ID=15949007

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696084A (en) * 1985-06-14 1987-09-29 Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Method for forming scroll members used in a scroll type fluid machine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH586348A5 (ja) * 1975-02-07 1977-03-31 Aginfor Ag
JPS57146085A (en) * 1981-03-03 1982-09-09 Sanden Corp Scroll type fluid apparatus
JPS58126492A (ja) * 1982-01-22 1983-07-27 Sharp Corp スクロ−ル圧縮機

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JPS5960086A (ja) 1984-04-05

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