JPH0388991A - 一枚羽根非接触ポンプ - 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） 本発明は１枚の羽根を有する雄ローターと前記羽根が嵌
り込む陥没部を有する雌ローターとが互いに非接触状態
で同期的に互いに反対方向１回転し合う一枚羽根非接触
ポンプに係わり、全断熱効率の向上又は騒音の低減の内
の少なくともいずれか一方を達成する様にしたものであ
る。

（従来の技術） 本発明を理解する為に、先ず前記一枚羽根非接触ポンプ
について説明する。第１図において、羽根２は羽根側板
３にしっかりと固定され、回転中空体６の外側に固定さ
れた固定中空体４の外周面に密接しながら回転中空体６
と一体的に回転する（回転中空体６の外周面は固定中空
体４の内周面に密接している）。

雌ローター８はケーシング内周面に密接する雌ローター
外周部９及びこの雌ロータ外周部９から陥没しながら羽
根２が嵌り込む陥没部１０を有し、雄ロータ１（羽根２
、羽根側板３から成るローター）と雌ローター８とは互
に非接触状態で同期的に同期歯車によって互いに反対方
向へ回転し合う様になっている。

雌ローター外周部９は固定空体４に密接する様に構成さ
れ、望ましくは図示の如く固定空体４に雌ローター外周
部９が密接する欠円部１１を形成し、両者を面状に密接
させるのが良い。

尚、羽根側板３は通常は羽根２の両端面に備える様にす
るが、一方は回転中空体６に一体的に形成され、回転中
空体６と羽根２とをしっかりと連絡するものである（他
方は羽根２の端面に固定されているのみである−第５図
参照）。

雄ロータの羽根２の進み側の羽根側面（線Ｃ２に相当す
り部分）は雌ローターの陥没部１０の進側の壁面（線Ｃ
３に相当する部分）の先端部にある所定の部分（線Ｃ３
の先端部にある点又は小さな丸みとする）によって創成
される様になっているが、少量の液体を合んで気体を圧
縮する場合には液圧縮を防ぐ為に線Ｃ２の根元部を切欠
き、この切欠き部から液体を逃す様にする事が考えられ
る。

線Ｃ４と線Ｃ１との間の接近した状態での間隙、線Ｃ２
の先端部と線Ｃ３（但し、その先端部は除く）との間の
接近した状態での間隙、及び羽根２の羽根外周部２’と
線Ｃ５との間の接近した状態での間隙は、いずれも十分
に大とする（通常で２〜５ｍｍ位）。

今、雄ローターの羽根２と雌ローター８とによって挟ま
れた作動室１２に注目すると、吸入通路１３から同作動
室１２内に吸入された流体はローターの回転に従って同
作動室１２の容積の縮小によって圧縮され、回転中空体
６内の圧力にほぼ等しくなった時点で回転中空体６に形
成された開閉口７が固定中空体４に形成された吐出口５
に連通し、吐出口５、開閉口７を介して回転中空体６内
へ吐出される様になっている。

作動室１２の圧縮過程は線Ｃ２に先端部が吸入通路１３
を完全に通過し終えた時点から開始されみ（この時、線
Ｃ４の先端部が欠円部１１の壁面に到達する様になって
いる）。

第１図において線Ｃ３の先端部と線Ｃ２との間の間隙を
大きくしたものに相当する一枚羽根非接触ポンプを、第
２図に示す。

即て第２図において、線Ｃ３の先端部と線Ｃ２’との間
の間隙は接近した状態でも大きく保たれ（通常で３〜４
ｍｍ位）、線Ｃ３の先端部がケーシング内周面から離れ
ると（この直後に吐出口５と開閉口７との連通が遮断さ
れ、回転中空体６内から逆流が防止される）、以後作動
室１２内の流体は線Ｃ３の先端部と線Ｃ２’との間の間
隙から陥没部１０内へ放出され、続いて羽根外周部２’
の遅れ端がケーシング内周面から離れると、陥没部１０
内の流体ポンプ吸入側（吸入通路１３内）へ放出される
様になっている（作動室１２内の高圧を直接ポンプ吸入
側へ放出すると、騒音が発生はるが、この棒に十分に減
圧してから放出すると騒音は殆ど発生しない）。

線Ｃ３の先端部かケーシング内周面から離れる瞬間の作
動室１２内の流体をポンプ内吸入側へ放出する事は損失
を意味するが、線Ｃ３の先端部がケーシング内周面から
離れる瞬間の作動室１２の容積は圧縮開始時の作動室の
容積に比し相対的に十分に小さいので、圧力比か小さな
範囲（１．５〜２．０位）で使用すものとすれば、損失
は小さい。

さて以上の様な一枚羽根非接触ポンプにおいては、羽根
２の固定中空体４の外周面に密接する部分（以下、羽根
内周部と称する）の遅れ端が吐出口５を通過すると、回
転中空体６に吐出し尽くされずに吐出口５内に残留した
高圧に流体はポンプ吸入側（吸入通路１３内）へ瞬間的
に放出され、この時騒音を発生すると共に全断熱効率の
低下を余儀なくされる。（第２図の場合は線Ｃ３の先端
部がケーシング内周面から離れる瞬間の作動室１２内に
残留した流体をポンプ吸入側へ放出するのであり、もと
もと第１図の場合に比し全泰熱効率は若干低いと言える
が、それでも吐出口５内に残留した流体をポンプ吸入側
１放出することは損失となる事は確かであり、騒音の発
生源になる事は確かである）。

この対策として第３図に示す如く線Ｃ２の先端部が図示
の如く吸入通路１３を完べに通過し終えた瞬間の後の羽
根２の羽根内周部の遅れ端が吐出口５を通過する様にす
れば、吐出口５内の流体が放出されても吸入通路１３内
へ素通りする事は避けられるが、羽根２の羽根内周部の
遅れ端が吐出口５を通過した瞬間から作動室１２と吸入
通路１３との通過を遮断する必要がある為、線Ｃと線ｌ
とが互いに相手を創成し合様う形成しなければならず、
製作が煩雑となり、高価となる。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、全断熱効率の向上又は騒音の低減の内
の少なくともいずれか一方を達成すると共に、製作が容
易で安価となる一枚羽根非接触ポンプを提供することに
ある。

（問題点を解決する為の手段） 本発明は従来の欠点を解決する為に、回転中空体６内に
吐出の尽くされずに吐出口５内の残留した流体を羽根２
の固定中空体外周面に密接する羽根内周部へ開口する開
口部を有する取入れ通路を介して一且導入通路内へ導入
して減圧し、次に前記導入通路内の流体を外部へ放出す
る様に構成したのである。

（　実　施　例　） 第４図は本発明による一枚羽根非接触ポンプ（第１図の
ものに本発明を実施した）の一実施例で（側面図を示し
た第５図をも参照のこて）、羽根２の固定中空体４の外
周面に密接する羽根内周部へ閉口する開口部１５を有す
る取入れ通路１４が羽根２に形成され、この取入れ通路
１４と連送する導入通路１６がケーシングに形成されて
いる（導入通路１６は羽根側板３の背後に形成されてい
る）。

従って取入れ通路１４の開口部１５が吐出口５に差しか
かると（この時、吐出口５と開閉口７との連通は遮断さ
れている）、吐出口５内に残留した流体は取入れ通路１
４を介して導入通路１６内へ導入されて減圧され、続い
て線Ｃ２の先端部が吸入通路１３を完全に通過し終える
と、羽根側板３に形成された開閉切欠き１７がケーシン
グに形成された放出口１８に一定期間連通し（開閉切欠
き１７と放出口１８とが連通した状態を示は第６図参照
）、かくして導入通路１６内へ導入された流体は吸入通
路１３との連通が遮断された作動室内へ放出されて回収
されることになる。

この時、ｌ１≧ｌ２となる様に構成されているから、羽
根２の羽根内周部の遅れ端が吐出口５を通過しても吐出
口５を介して導入通路１６内から流体がポンプ吸入側へ
逆流する事はない。

羽根２の羽根内周部の遅れ端が吐出口５を通過して吐出
口５がポンプ吸入側へ開放されても、吐出口５内の圧力
は減圧され吸入通路１３内の圧力とほぼ同一になってい
るから、騒音を発はることもなく損失もない。

尚、開閉切欠き１７と放出口１８との連通開始時期は一
般には線Ｃ２の先端部が吸入通路１３を完全に通過し終
えた直後とするのが良いが、必要あれば二点■線示の如
くより進み側に放出口１８’を形成し、圧縮過程が進ん
だ状態で導入通路１６内の流体を放出する様にしても良
い。

既に述べた様に一般にはｌ１≧ｌ２となる様に構成され
ているが、ｌ１＜ｌ２の場合は羽根２の羽根内周部の遅
れ端が吐出口５を通過すると、吐出口５を介して導入通
路１６内から流保がポンプ吸入側へ逆流する事が考えら
れるが、この様な場合には第７図に示す如く吐出口５を
複数に分割し、ｌ１が吐出口５の分割された各々の円周
長よりも各々大となる様にすれば良いしもう１つの方法
は第９、１０図で述べる）。

次に第４図において放出口１８を第８図に示す如く吸入
通路１３内に形成する様にすると、導入通路１６内の流
体は吸入通路１３内に放出され、結果として吐出口５内
の残留した流体が吸入通路１３内へ素通りする事になり
損失となるが、吐出口５内の残留した流体は一旦導入通
路１６内へ導入されて十分に減圧され、然る後に吸入通
路１３内へ放出されるので、騒音の発生がない効果が得
られるのである。

即ち本発明では、吐出口５内に残留した流体を取入れ通
路１４を介とて一旦導入通路１６内へ導入して減圧し、
次にこの導入通路１６内の流体を外部へ放出する様に構
成するのである。

第２図に示す一枚羽根非接触ポンプに本発明を適用した
実施例を、第９図に示す。

即ち第９において（部分側面図を示した第１０図をも参
照のこと）、回転中空体６内に吐出の尽くされずに吐出
口５内に残留した流体を羽根２の固定中空体４の外周面
に密接する羽根内周部へ開口する開口部を有する取入れ
通路１４を介して一旦導入通路１６内へ導入して減圧し
、次に導入通路１６内の流体を開閉切欠き１７が放出口
１８に連通した状態から外部へ（のこ場合は、吸入通路
１３との連通が遮断された作動室内へ）放出する様にし
ているのである。

この場合ｌ１＜ｌ２となっている為、羽根２の羽根内周
部の遅れ端が吐出口５を通過すると、吐出口５を介して
導入通路１６内の流体がポンプ吸入側１逆流しようとす
るが、この瞬間には導入通路１６と取入れ通路１４との
連通が遮断される様に構成されているから（第４図の場
合は常時連通している）、導入通路１６内から流体の逆
流は起らない。

（　発明の効果　） 本発明によれば、吐出口５内に残留した流体を取入れ通
路１４を介して一旦導入通路１６内へ導入して減圧し、
次にこれを外部へ放出する様に構成しており、従来に比
し次の様な利点がある。

１吐出口５内に残留した流体を（吸入通路１３）内へ素
通りさせずに回収しようとする場合には、第３図に示す
様に線Ｃと線ｌとが互いに相手を創成し合う様に形成す
る必要はなく（精密加か不要）、従って製作が極めて容
易であり安価となる。

２吐出口５内に残留した高圧の流体は一旦導入通路１６
内へ導入されて十分に減圧され、次に外部へ放出される
様に構成されている為、騒音の発生は起らない。

３吐出口５内に残留した流体を一旦導入通路１６内へ導
入して減圧し、次に吸入通路１３との連通が遮断された
作動資へ放出する様にすれば、吐出口５内の残留した流
体を吸入通路３内へ素通りさせる事なく回収する事がで
きるから、全断熱効率は向上する。

【図面の簡単な説明】

第１・２・３図は従来の一枚羽根非接触ポンプの図、第
４・９図は本発明による一枚羽根非接触ポンプの図、第
５図は第４図の側面図、第６図は開閉切欠きと放出口と
が連通した図、第７図は吐出口を分割した図、第８図は
放出口の位置を示す図、第１０図は第９図の部分側面図
である。 １は雄ローター、２は羽根、２’は羽根外周部、３は羽
根側板、４は固定中空体、５は吐出口、６は回転中空体
、７は開閉口、８は雌ローター、９は雄ローター外周部
、１０は陥没部、１１は欠円部、１２は作動室、１３は
吸入通路、１４は取入れ通路、１５は開口部、１６は導
入通路、１７は開閉切欠き、１８は放出口、Ｃ１・Ｃ２
・Ｃ３・Ｃ４・Ｃ５・Ｃ・ｌ・Ｃ２’は線である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転中空体の外側に固定された固定中空体の外周
   面に密接しながら前記回転中空体と一体的に回転する１
   枚の羽根を有する雄ローターと、ケーシング内周面に密
   接する雌ローター外周部及びこの雌ローター外周部から
   陥没しながら前記羽根が嵌り込む陥没部を有する雌ロー
   ターとが互いに非接触状態で同期的に互いに反対方向へ
   回転し合い、かつ前記雌ローター外周部が前記固定中空
   体に密接する様にし、更に前記雄ローターの羽根と雌ロ
   ーターとによって挟まれた作動室に注目し、同作動室内
   の流体が前記固定中空体に形成された吐出口及び前記回
   転中空体に形成された開閉口を介して前記回転中空体内
   へ吐出される様に構成したポンプにおいて、前記回転中
   空体内へ吐出し尽くされずに吐出口内に残留した流体を
   前記羽根の固定中空体外周部に密接する羽根内周部へ開
   口する開口部を有する取入れ通路を介して一旦導入通路
   内へ導入して減圧し、次に前記導入通路内の流体を外部
   へ放出する様にした事を特徴とする一枚羽根非接触ポン
   プ。
2. （２）導入通路内の流体を吸入通路との■■が遮断され
   た作動室内へ放出して回収する事にした特許請求の範囲
   第１項記載の一枚羽根非接触ポンプ。