JPH0318708Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、容積型流体移送装置、詳しくは、ハ
ウジング内に無端ベルトを掛装したロータを強制
回転可能に設け、このロータの回転時に無端ベル
トとハウジング内面とにより流体吸入室と流体排
出室が形成されるように構成した流体移送装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、容積型圧縮機としてルーツブロワや可動
翼圧縮機などが汎用されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の容積型圧縮機では、 (1) 摺動部分が多く、該摺動部に摩耗が生じるの
を防止するために潤滑装置が必要である、 (2) 摺動部により気密を保つ構造であるため、シ
ール液によりリークを防止する必要があるな
ど、装置構造が複雑で維持管理も面倒となる問
題点があつた。

また、ケーシングとロータの間のクリアランス
を小さくしてリーク量を減少させると共に摺動部
を無くするべく、ロータ間にタイミングギヤを設
けたものが考案されているが、やはり構造が複雑
となる問題点があつた。

本考案は、上記従来装置の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、摺動部を大幅に削減した構造簡
単な容積型流体移送装置を提供することを目的と
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕 本考案は、内周面が円形のロータハウジングと
一対のサイドハウジングからなるハウジング内
に、３個のロータロールを強制回転軸のまわりに
放射状に取り付けたロータを回転自在に設け、前
記ロータハウジングの円周外の対向位置のそれぞ
れに一対の対向ベルトロールを設け、該ロータハ
ウジングのこれら各対向ベルトロールを挟むほぼ
対称位置のそれぞれに外部と連通する一対の吸気
部及び一対の排気部を形成すると共に、両側に耳
部のある柔軟性材料からなる断面略コ字状の無端
ベルトを前記ロータロール及び対向ベルトロール
に掛装し、前記サイドハウジングに圧接しつつロ
ータロールとロータハウジング内周面により及び
対向ベルトロールによりそれぞれ無端ベルトを挾
圧し、該挾圧部ａ，ｂで前記ロータの回転時にハ
ウジング内に、ロータハウジング内周面と無端ベ
ルト外周面とサイドハウジング内面とにより２つ
の流体吸入室と２つの流体排出室が、それぞれ前
記ロータの強制回転軸の中心点に関しほぼ点対称
位置に形成されるように構成したことを特徴とす
る容積型流体移送装置である。

すなわち本考案は、内周面が円形のロータハウ
ジングと一対のサイドハウジングからなるハウジ
ング内に、３個のロータロールを強制回転軸のま
わりに放射状に取り付けたロータを設け、前記ロ
ータハウジングの円周外の対向位置のそれぞれに
対向ベルトロールを設け、該ロータハウジングの
これら各対向ベルトロールを挟むほぼ対称位置の
それぞれに外部と連通する開口部を形成すると共
に、柔軟性材料からなる断面略コ字状の無端ベル
トを前記ロータロール及び対向ベルトロールに掛
装し、ロータロールとロータハウジング内周面に
より及び対向ベルトロールによりそれぞれ無端ベ
ルトを挟圧し、前記ロータの回転時にハウジング
内に、ロータハウジング内周面と無端ベルト外周
面とサイドハウジング内面とにより２つの流体吸
入室と２つの流体排出室が、それぞれ前記ロータ
の強制回転軸の中心点に関しほぼ点対称位置に形
成されるように構成した、容積型流体移送装置で
ある。

〔実施例〕

本考案を圧縮機に適用した場合の実施例を図面
に基づいて説明すると、内周面を平滑に、かつ真
円（または、ほぼ円形）の大部分を形成するよう
に仕上げられ縦断面形状が長方形となる円筒状の
ロータハウジング１と、内面を平滑な平面状に仕
上げられた一対のサイドハウジング２，２とによ
り形成され内部空間が円柱状であるハウジング３
内に、ロータ４が強制回転可能に設けてある。

このロータ４は、前記一対のサイドハウジング
２，２の中心部及びハウジング３内中心部を貫通
し、各サイドハウジング外に設けた軸受５に支承
された強制回転軸６と、この回転軸の両端部近傍
位置に固定された２枚の円形の中間板７と、これ
ら中間板のそれぞれに該中間板の周りに放射状か
つ互いに等角度間隔（または、ほぼ等角度間隔）
で固定された均等長さの３枚の板状アーム８と、
回転軸６の軸方向に互いに対向するアーム８，８
に跨がつて設けられた支軸９と、この支軸に軸受
（図示せず）を介して設けられアイドルロールと
して作用する、円筒状で均等の直径、長さを有す
る３個のロータロール１０，１１及び１２とによ
り構成されている。

前記アーム８は、該アーム及び中間板７の双方
に設けた長孔（図示せず）にボルトを挿通するこ
とによりこの中間板に固定されている。したがつ
て、各ロータロールの周面とロータハウジング１
内周面との間のクリアランスの大きさを増減した
り、微調整することが可能であり、無端ベルト
（後記する）を交換したり、この無端ベルトをロ
ータロールとロータハウジング１内周面とで挟圧
する圧力を所望の値に設定する上で便利なものと
なつている。なお、各ロータロールの各側面とサ
イドハウジング２内面との間のクリアランスは、
ロータロールの回転時の位置に関わりなくほぼ均
等かつ一定値に設定されている。

一方、ロータハウジング１円周外の対向位置
（または、ほぼ対向する位置）のそれぞれには、
円筒状で長さがロータロールと同一かまたはこれ
により多少短く、径がロータロールより小さい一
対のベルトロール１５，１６が互いに対向状態で
配設されている。これら２組のベルトロール群は
いずれもアイドルロールであり、前記無端ベルト
の方向変換と挟圧走行案内及び圧縮部のシール作
用を兼ねた案内ロールを構成するものである。ま
た、これらのベルトロール１５，１６はそれぞれ
回転軸６と同様、一対のサイドハウジング２，２
を貫通し該ハウジング外に設けた軸受（図示せ
ず）により支承された支軸（図示せず）に固定さ
れており、ベルトロール１５，１６の周面間の間
〓及びこれら各ロールの各側面とサイドハウジン
グ２内面とのクリアランスは一定値に固定されて
いる。

そして、第１図におけるロータハウジング１の
各ベルトロール群を挟む対称位置（または、ほぼ
対称位置）には、外部と連通する開口部として同
一形状の吸気部２１，２３及び同一形状の排気部
２２，２４が形成されている。すなわち吸気部２
１は、排気部２２とは左右対称の位置に、排気部
２３とは回転軸６の中心点に関し点対称の位置
に、そして排気部２４とは上下対称の位置に開口
されている。

さらに、前記ロータロール１０〜１２及び各ベ
ルトロール１６，１６には、第３図に示すように
幅方向両側に耳部３１のある、断面コ字状でゴム
等の柔軟性材料からなる無端ベルト３２が緊張下
に掛装されている（但し、第２図では無端ベルト
は省略してある）。この場合、無端ベルト３２は、
その耳部３１により各ロータロール１０〜１２の
両側面の一部及びベルトロール１６の両側面の一
部を包んでいるが、この耳部の外面側にはシール
作用をより良くするための突起３３が複数列（ま
たは散点状に）設けてある。そして同時に、この
無端ベルトは、(1)各ロータロールの周面とロータ
ハウジング１内周面により、(2)ベルトロール１
５，１６間で、及び(3)各ロータロールの側面とサ
イドハウジング２内面により、ハウジング３内に
それぞれ無端ベルトの挟圧部ａ，ｂ及びｃが形成
され、挟圧部ｃでは耳部３１が挟圧されており、
これら各挟圧部は無端ベルトの圧縮変形によりシ
ール部として作用するものであり、したがつて、
ハウジング３内空間は各挟圧部及び無端ベルトに
より互いに密封状態下に複数の区画室に区画され
ている。

これらの挟圧部の挟圧圧力は、ロータ４が強制
回転させられロータロール１０〜１２が無端ベル
ト３２上を転動し、この無端ベルトの全長が刻々
増減する際ベルトロール１５，１６も回転して無
端ベルトの全張力が常時均一になるように設定さ
れている。

したがつて、ロータ４が第１図の回転位置にあ
るときには、無端ベルト３２はハウジング３の正
面断面図において、ほぼ５角形を形成することに
なり、ハウジング３内の空間は無端ベルト３２の
外側の区画室、つまり無端ベルト３２とロータハ
ウジング１と一対のサイドハウジング２，２とに
より形成される区画室と、無端ベルト３２の内側
の区画室、つまりこの無端ベルトと前記一対のサ
イドハウジングとにより形成される区画室とに区
画されているうえ、第１図でのロータハウジング
の上半分においては無端ベルトの外側の区画室は
ロータロール１０による挟圧部ａによつて更に２
つの区画室に区画され、その一方が気体の吸入
室、他方が圧縮気体の排出室となるように構成さ
れている。なお、どちらが吸入室になるかはロー
タ４の回転方向により決まるのであるが、これに
ついては後記する。

しかして、無端ベルト３２の交換に当たつて
は、一対のサイドハウジング２，２を取り外し、
アーム８を中間板７に固定しているボルト（図示
せず）をゆるめて各ロータロールを回転軸６側に
寄せたのち各ロータロール及び各ベルトロール１
６，１６から取り外せばよく、掛装時にはこれと
逆の手順に従えばよい。

なお、第１図中３５は無端ベルト用の案内部材
であつて、ロータ４が回転しロータロール１０〜
１２が無端ベルト３２上を転動し、該無端ベルト
が緩速で循環走行するときに、この無端ベルトを
ベルトロール群に円滑に案内すると共に、無端ベ
ルトのサイドハウジング２内面に対する摺動幅を
小さくし、もつて、その寿命を長くすると同時に
前記各挟圧部間のベルト張力をより均一化するた
めのものであるが、本考案にとつて必須のもので
はない。

次に、この実施例の作用について第４図乃至第
６図に基づいて説明すると、第４図におけるロー
タ４の回転位置は第１図におけるそれと同一であ
るが、いまロータ４が第４図の状態から図面矢印
のように左回転で１回転し、第５図次いで第６図
の状態を経て第４図の状態に戻る間の変化は以下
のとおりである。なお、上記各図においてハウジ
ング３内空間の図面下半分は前記ベルトロール群
による挟圧部ｂにより上半分と区画され、該下半
分における変化は上半分と比べ時間的ずれはある
もの全く同一であるので、上半分についてのみ説
明する。

さて、第４図において無端ベルト３２、ロータ
ハウジング１及びサイドハウジング２により形成
される区画室は、ロータロール１０による挟圧部
ａによつて吸入室Ａと排出室Ｂに区画され、これ
らは同一容積になつているが、ロータ４が回転し
ロータロール１０が無端ベルト３２上を転動する
につれて、吸気部２１と連通する吸入室Ａの容積
が次第に増大すると共に、排気部２２と連通する
排出室Ｂの容積が逆に漸減する結果、吸入室Ａ内
は負荷となつて気体が吸気部２１から吸引される
一方、排出室Ｂ内は加圧状態となり内部の圧縮気
体が排気部２２から排出される。

やがて、第５図の状態になると吸入室Ａの容積
はほぼ最大値に、排出室Ｂの容積はほぼ最小値と
なり、ロータ４が更に回転し第６図の状態になる
と、第５図における吸入室Ａは排気部２２と連通
して排出室Ｂに切り換わり、更に回転すると吸気
部２１と連通する吸入室Ａが発生する。

このようにロータ４の回転、したがつてロータ
ロール１０〜１２の転動により、(1)吸入室の発
生、(2)吸入室容積の増大及び排出室容積の減少、
(3)排出室の消滅及び吸入室の排出室への切換え、
(4)吸入室の発生のサイクルが繰り返されながら気
体の圧縮・移送が行なわれるものである。

なお、ロータ４を右回転した場合にも上記と同
様の過程によりポンプ作用が得られること、また
第１図例における排気部２２が吸気部となり吸気
部２１が排気部となることは、上記説明から明白
であろう。

しかして、本考案は上記実施例に限定されるも
のではなく、無端ベルトの材質や寸法を適宜変更
したり、横断面形状をＵ字状、半楕円形あるいは
舟形〔〓〕に形成することや、各ロータロールま
たはベルトロールの直径を増減したり、その形状
をビヤ樽状にすることもできるし、各ロータロー
ルの（軸方向の）長さを調節可能したがつて前記
挟圧部ｃの挟圧圧力を微調整できるようにしたも
のも採用できるし、これらロール間の間〓したが
つて前記挟圧部ｂの挟圧圧力を微調整できるよう
にしたり、前記吸気部等の開口部の形状・大き
さ・配設位置を適宜に変更したり、前記案内部材
３５の対向する角部にベルトロールと同様のアイ
ドルロールを付設したりすることもできる。ま
た、前記挟圧部ａの挟圧圧力を微調整できるよう
に例えば前記アーム８の適所にスプリングを設け
るのも効果的である。

〔考案の効果〕

以上述べたように、本考案の容積型流体移送装
置によれば、 (1) シール液や潤滑油が不要であり、オイルフリ
ーのドライの排気ができる、また構造も著しく
簡単である、 (2) 正逆回転のいずれの運転も可能である、 (3) 液体が気体、液体あるいは気液混合体のいず
れであつても移送ができる、 (4) 摺動部は無端ベルト（の耳部）とサイドハウ
ジング内面が接触する部分だけであり、しかも
その摺動幅は従来の容積型圧縮機に比べて著し
く小さく、他のシール部は無端ベルトの押圧変
形によるものであり、無端ベルトとロータロー
ル周面、ロータハウジング内周面またはベルト
ロール周面との相対速度（つまり摺動）は殆ど
無視できる程度であるから、シール効果が優れ
ているうえ、無端ベルトの寿命も長く、リーク
による効率低下は極く小さく、装置の運転・維
持管理も簡便である、等の実用上の効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は
第２図−線による正面断面図、第２図は側面
断面図、第３図は無端ベルトとロータロール及び
サイドハウジング内面との関係を示す断面図、第
４図乃至第６図は作用説明図である。 １……ロターハウジング、２……サイドハウジ
ング、３……ハウジング、４……ロータ、５……
軸受、６……回転軸、７……中間板、８……アー
ム、９……支軸、１０〜１２……ロータロール、
１５，１６……ベルトロール、２１，２３……吸
気部、２２，２４……排気部、３１……耳部、３
２……無端ベルト、３３……突起、３５……案内
部材、Ａ……吸入室、Ｂ……排出室、ａ〜ｃ……
挟圧部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内周面が円形のロータハウジング１と一対のサ
   イドハウジング２，２からなるハウジング内に、
   ３個のロータロール１０，１１，１２を強制回転
   軸６のまわりに放射状に取り付けたロータ４を回
   転自在に設け、前記ロータハウジング１の円周外
   の対向位置のそれぞれに一対の対向ベルトロール
   １５，１６を設け、該ロータハウジング１のこれ
   ら各対向ベルトロール１を挟むほぼ対称位置のそ
   れぞれに外部と連通する一対の吸気部２１，２３
   及び一対の排気部２２，２４を形成すると共に、
   両側に耳部３１，３１のある柔軟性材料からなる
   断面略コ字状の無端ベルト３２を前記ロータロー
   ル１０，１１，１２及び対向ベルトロール１５，
   １６に掛装し、前記サイドハウジング２，２に圧
   接しつつロータロール１０，１１，１２とロータ
   ハウジング内周面により及び対向ベルトロール１
   ５，１６によりそれぞれ無端ベルト３２を挾圧
   し、該挾圧部ａ，ｂで前記ロータ４の回転時にハ
   ウジング内に、ロータハウジング内周面と無端ベ
   ルト外周面とサイドハウジング内面とにより２つ
   の流体吸入室と２つの流体排出室が、それぞれ前
   記ロータ４の強制回転軸６の中心点に関しほぼ点
   対称位置に形成されるように構成したことを特徴
   とする容積型流体移送装置。