JPH07117057B2 - 流体加圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ 本発明は多段型の流体加圧装置に関するものであり、特
に流体として気体をあつかう場合には渦流送風機と呼ば
れており、液体をあつかう場合にはウエスコ・タイプ・
ポンプと呼ばれている流体加圧装置に関するものであ
る。

［発明の背景］ この種の流体加圧装置は、構造が比較的簡単であるにも
かかわらず、高い吐出圧が得られるので、空気による粉
体輸送のための流体圧発生源や、高揚程ポンプとして多
く用いられている。

特に最近は、多段にして、より高い吐出圧を得られるよ
うにしたものが提案されている。そのようなものの例と
して、実開昭52−169109号公報や実開昭54−56210号公
報に示すものが公知である。

これらに示してあるものは、第一曲状トンネル内で加圧
した流体を第二曲状トンネル内へ導き、ここで更に加圧
する構造となっている。

すなわち、第11図に示すように、両側部に、夫々多数の
羽根13,14を有するホイール12と、このホイール12の軸
方向の両側部に位置している第一ケーシング15と第二ケ
ーシング19とで、夫々羽根13,14を取り囲む第一曲状ト
ンネル17と第二曲状トンネル20とを形成している。

そして、第一ケーシング15と第二ケーシング19との間に
は、第一，第二曲状トンネル17,20内の最大径部よりも
径が大きく、かつ内側に開口する溝40を有しており、そ
の溝40の中に羽根13,14の先端41,42よりも突出している
ホイール12の径大部45を、入り込ませてある。

しかし、このような構造のものでは、第一ケーシング15
と第二ケーシング19各々の、羽根先端41,42と対向する
内壁面が、駆動軸７の軸線と平行になっていたので、第
二曲状トンネル20内から第一曲状トンネル17内に、溝40
と径大部45とのすきまを通って、流体が漏れてしまう結
果、流体加圧装置の効率が低下する欠点があった。もっ
とも第一，第二ケーシング15,19の外径寸法を大きくす
れば、溝40とホイール12の径大部45との間のシールの長
さを長くすることができ、漏れを少なくすることが可能
であるが、このようにすると、当然のことながら、装置
の全体寸法が大きくなるので、望ましくない。

［発明の目的］ 本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、その目的とす
るところは、寸法を大きくすることなく、高い吐出圧を
得ることができ、しかも効率の高い流体加圧装置を提供
することにある。

［発明の概要］ 本発明において、ホイーホイールは、夫々の羽根より内
周側の両側部に内周壁を軸方向に沿って各々形成すると
共に、各内周壁よりさらに内周部に夫々の羽根間の寸法
より小さい厚みの薄肉部を形成し、第一，第二ケーシン
グの各々は、前記ホイールの前記内周面及び薄肉部と対
応する位置に微少間隙を隔てて張り出す張り出し突起を
形成する一方、第一，第二ケーシングの第一曲状トンネ
ル，第二曲状トンネルにおける夫々の羽根と対向する内
周面部には、羽根先端との距離がホイールの軸方向中心
に向かうに従い次第に小さくなり、先端がホイールの径
大部に沿うと共に、求心方向に延びるように彎曲形状を
なす突起を形成し、第一，第二曲状トンネルとホイール
の羽根を設けた側部とでほぼ円形断面の空間を画成し、
これによって前記目的を達成できたものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第10図により説明
する。第１図乃至第10図において、第11図と同一符号の
ものは同じもの若しくは相当するものを夫々表してい
る。

図１において、１は駆動手段である。駆動手段としては
エンジン，油圧モータなども使用できるが、この実施例
では電動機を用いた場合の例が示してある。

この電動機１はハウジング２を有しており、このハウジ
ング２内には、固定子捲線３を有する固定子鉄心４が固
定してある。ハウジング２の両端には、夫々エンドブラ
ケット5,6が固定してある。

エンドブラケット5,6は駆動軸７の夫々の一端側を、軸
受8,9を介して支持している。固定子鉄心４の内側には
空隙を介して駆動軸７に固定した回転子鉄心10が設けて
ある。

駆動軸７においてエンドブラケット５よりも外側に突出
する位置には、冷却扇11が取付けてあり、エンドブラケ
ット６よりも外側に突出する位置にはホイール12が取付
けてある。

ホイール12は軸方向の両側部に夫々多数の羽根13,14を
有している。第一ケーシング15は、第１図及び第９図に
示すようにホイール12の一側部に位置しており、このホ
イール12の一側部に設けた羽根13を取り囲み、ホイール
12と共に第一曲状トンネル17を形成している。この第一
曲状トンネル17は、回転中心16を中心とする円弧状空間
18を有している。第二ケーシング19は、第１図及び第９
図に示すようにホイール12の他側部に位置しており、他
側部に設けた羽根14を取り囲み、ホイール12と共に第二
曲状トンネル20を形成している。この第二曲状トンネル
20は、回転中心16を中心とする円弧状空間21を有してい
る。

第一ケーシング15において、第一曲状トンネル17の一端
部には第１図及び第３図に示すように、第一吸込口22が
設けてあり、他端部には第一吐出口23が設けてある。ま
た、第一曲状トンネル17の第一吸込口22と第一吐出口23
の間には第一隔壁24が設けてある。

第二ケーシング19において、第二曲状トンネル20の一端
部には第１図，第２図及び第７図に示すように、第二吸
込口25が設けてあり、他端部には第二吐出口26が設けて
ある。また、第二曲状トンネル20の第二吸込口25と第二
吐出口26との間には第二隔壁27が設けてある。そして、
第一ケーシング15の第一吐出口23と第二ケーシング19の
第二吸込口25との間には連通路28が形成され、該連通路
28により両者23,25が互いに連通している。

第一ケーシング15には回転中心16を中心とする内側イン
ロウ30が設けてあり、第二ケーシング19には、内側イン
ロウ30と嵌合する外側インロウ31が設けてある。そして
第一ケーシング15と第二ケーシング19とは締結手段とし
てのボルト32で、両インロウ30,31の外周側が密着する
ように締結している。

第一ケーシング15及び第二ケーシング19間において、後
述するホイール12の径大部45と向かい合う内壁部には、
回転中心16を中心とし、底部33までの径が、第一，第二
曲状トンネル17,20の円弧状部18,21の最大径部35,36よ
りも大きく、内方に開口する溝40が設けてある。この溝
40の中には第９図に示すように、羽根13,14の先端41,42
よりも突出しているホイール12の径大部45が、第一，第
二曲状トンネル17,20の中を通る流体の圧力シールに役
立つ微少間隙を介して入り込ませてある。そのため、ホ
イール12は、夫々の羽根13,14間に位置し、かつ外周が
夫々の羽根13,14より大きい径をなすと共に、軸方向に
おいて夫々の羽根13,14間の寸法より小さい厚みをなす
前記径大部45を有している。

第一ケーシング15,第二ケーシング19の各々において、
第一曲状トンネル17,第二曲状トンネル20の夫々の羽根
先端41,42と対向する内周面部には、羽根先端41,42との
距離がホイール12の軸方向の中心60に向かうに従い次第
に小さくなるように、しかも先端が径大部45に沿うと共
に求心方向に突出して彎曲形状の突起46,47が形成して
ある。即ち、各突起46,47は、第９図に示すように、そ
の先端の軸方向中心側60の一側面が、ホイール12の径大
部45に沿うと共に、前記溝40に連設して延長形成され、
かつ先端の軸方向中心側60と反対の他側面が、第一，第
二曲状トンネル17,20の内周面に連設すると共に、夫々
の羽根13,14の側部87,88に向かう彎曲形状をなしてい
る。従って、突起46,47により第９図に示すように、ホ
イール12の羽根13,14を設けた側部87,88と、第一，第二
曲状トンネル17,20とでほぼ円形断面の空間（符示すせ
ず）を画成してある。

また、ホイール12の羽根13が第一曲状トンネル17内にお
いて、第一隔壁24の第一吐出口23側の端部61を通過する
タイミングと、ホイール12の羽根14が第二曲状トンネル
20内において、第二隔壁27の第二吐出口26側の端部62を
通過するタイミングとは異なるように、羽根13,14と第
一隔壁24,第二隔壁27を配置すると、発生騒音レベルを
低くすることができる。

その理由は、騒音は主に、羽根13,14が第一，第二隔壁2
4,27の端部61,62を通過するときに発生する。そのた
め、前記のようにすることにより、羽根13,14が端部61,
62を同時に通過することがなくなるので、発生騒音を小
さくすることができる。

もし、第一ケーシング15と第二ケーシング19とを組み立
てた状態で、端部61から62まで回転方向にみた寸法が、
隣接する羽根13あるいは14の間隔の整数倍である場合に
は、第10図に示すように、羽根13に対して羽根14の位相
をずらして設ければ良い。

さらに、ホイール12は、第９図に示すように、羽根13,1
4の側部87,88より内周側の両側部に内周壁65,66を軸方
向に沿って形成しており、しかも軸方向において各内周
壁65,66の間に夫々の羽根間13,14間の寸法より小さい厚
みの薄肉部67を求心方向に形成している。

一方、第一ケーシング15,第二ケーシング19の各々は、
ホイール12の内周壁65,66及び薄肉部67と対応する位置
に、第一，第二曲状トンネル17,20の中を通る流体の圧
力シールに役立つ微少間隙を介して張り出す張り出し突
起71,72を軸方向に形成している。

再び第１図に戻り、第一ケーシング15の第一吸込口22は
に消音装置73が連結してあり、電動機１はこの消音装置
73の上に固定してある。

冷却効果を高めるため、エンドブラケット６には回転中
心16を中心とする環状フランジ74と、エンドブラケット
６の側面から軸方向に延びて、環状フランジ74を支持す
る複数本のアーム75とを設け、第一ケーシング15を環状
フランジ74に固定してエンドブラケット６の側壁と第一
ケーシング15との間に冷却風が通れるようにしてある。

またさらに、第一ケーシング15は、第二ケーシング19と
同形の鋳物から駆動軸７を通すための孔80と、環状フラ
ンジ74と嵌合する嵌合座81とを切削により加工して構成
する。また、第一ケーシング15設けた内側インロウ30、
及び第二ケーシング19に設けた外側インロウ31は夫々切
削加工によって形成される。なお、第１図において符号
83はファンカバーを示し、第２図において符号84はホイ
ール12の回転方向を示す矢印である。

以上のように構成したものに於いて、電動機１によって
ホイール12を駆動すると、流体が消音装置73を通り、第
一吸込口22を経て第一曲状トンネル17内に取り込まれ
る。第一曲状トンネル17内に入った流体は、ここで羽根
13によって加圧され、第一吐出口23に向かう。第一吐出
口23にきた流体は連通路28を通って、第二吸込口25から
第二曲状トンネル20内に入る。そしてここで更に加圧さ
れて第二吐出口26から吐出される。

ところで、流体は、第1,第二曲状トンネル17,20内で次
のように動く。つまり、夫々の羽根13,14の先端41,42か
ら放出された流体は、第一，第二ケーシング15,19の夫
々の内壁面に沿って流れ、別の羽根13,14の端部85,86に
至る。ここでまた夫々の羽根13,14によって付勢され、
ホイール12の羽根を設けた側部87,88に沿って流れ、夫
々の羽根13,14の先端41,42から放出される。従って、第
一ケーシング15と第二ケーシング19の羽根先端41,42と
対応する内周面部に設けた突起46,47が、羽根先端41,42
との距離をホイール12の軸方向の中心60に向かうに従い
次第に小さくなり、先端が径大部45に沿うと共に求心方
向に延びるように突出して彎曲形状をなし、ホイール12
の羽根13,14を設けた側部85,86と、第一，第二曲状トン
ネル17,20とのでほぼ円形断面の空間を画成することが
できるので、円形断面を通過する流体の流れをスムーズ
にする働きがある。

また、突起46,47を上述の如く形成することにより、第
一，第二ケーシング15,19とホイール12の径大部45の間
の溝40の全体の長さを大きくできるので、ホイール12自
体を大きくすることなく径大部45と溝40との間の流体シ
ールの長さを十分長くすることができ、そのため、低圧
側と高圧側とのシール効果を向上することができると共
に、装置全体の寸法を大きくすることが不要になる。し
かも従来例に比較すると、ホイール12に薄肉部67を設け
ているので、ホイールの計量化を図ることもできる。

さらに、溝40と径大部45との間に形成される流体シール
の長さを十分長くすることができるばかりでなく、張り
出し突起71,72と内周面66,67との間に形成される流体シ
ールの長さを十分長くすることができるので、第一曲状
トンネル17及び第二曲状トンネル20の気密性を上げるこ
ともでき、これにより、低圧側と高圧側とのシール効果
がいっそう向上する。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、第一曲状トンネ
ル，第二曲状トンネルの夫々の羽根と対向する内周面部
に、羽根先端との距離がホイールの軸方向中心に向かう
に従い次第に小さくなり、先端がホイールの径大部に沿
うと共に求心方向に延びるように彎曲形状をなす突起を
設け、ホイールの羽根を設けた側部と第一，第二曲状ト
ンネルとでほぼ円形断面の空間を画成できるように構成
したので、流体の流れをスムーズにすることができる効
果があり、また第一，第二ケーシングとホイールの径大
部間の溝全体の長さを大きくできることにより、ホイー
ル自体を大きくすることなく、ホイールの径大部と第
一，第二ケーシングの溝との間の流体シールの長さを十
分長くでき、装置全体の寸法を大きくすることが不要に
なると共に、低圧側と高圧側とのシール効果を向上する
ことができ、しかもホイールの計量化を図ることもでき
る。

また、ホイール夫々の羽根より内周側の両側部に内周壁
を軸方向に沿って各々形成すると共に、各内周壁よりさ
らに内周部に夫々の羽根間の寸法より小さい厚みの薄肉
部を形成し、第一，第二ケーシングの各々において、前
記ホイールの前記内周面及び薄肉部と対応する位置に微
少間隙を隔てて張り出す張り出し突起を形成するように
構成したので、上述の如き溝と径大部との間の流体シー
ルの長さを十分長くできるばかりでなく、第一，第二ケ
ーシングの張り出し突起とホイールの内周面との間に形
成される流体シールの長さを十分長くすることができ、
従って、第一曲状トンネルと第二曲状トンネルとの間を
確実に分離することができ、低圧側と高圧側とのシール
性をいっそう向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体加圧装置の一実施例を示す一部切
断正面図、第２図は第１図に示した流体加圧装置の側面
図、第３図は第一ケーシングの側面図、第４図は第３図
のＡ−Ａ′線に沿う断面図、第５図は同じく第３図のＢ
−Ｂ′線に沿う断面図、第６図は同じく第３図のＣ−
Ｃ′線に沿う断面図、第７図は第二ケーシングの側面
図、第８図は第７図のＡ−Ａ′線に沿う断面図、第９図
は第１図の要部の拡大断面図、第10図はホイールの外周
面を示す一部展開図、第11図は従来技の流体加圧装置の
一部切断断面図である。 １…駆動手段、７…駆動軸、12…ホイール、13,14…羽
根、15…第一ケーシング、16…回転中心、17…第一曲状
トンネル、19…第二ケーシング、20…第二曲状トンネ
ル、22…第一吸込口、23…第一吐出口、24…第一隔壁、
25…第二吸込口、26…第二吐出口、27…第二隔壁、28…
連通路、32…ボルト、33…底部、35,36…最大径部、40
…溝、45…径大部、46,47…突起、65,66…内周壁、67…
薄肉部、71,72…張り出し突起、85,86…側部。

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭50−148603（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−169109（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−56210（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸に取付けられ、かつ夫々が軸方向の
   両側部に位置すると共に、軸方向と直交する周方向に配
   設された多数の羽根を有するホイールと、該ホイールの
   軸方向の両側で互いに締結して固定され、ホイールを取
   り囲むと共に、該ホイールの夫々の羽根を設けた側部と
   共に第一曲状トンネル，第二曲状トンネルを各々形成す
   る第一ケーシング及び第二ケーシングとを備え、前記ホ
   イールは、軸方向において夫々の羽根間に位置し、かつ
   外周が夫々の羽根より大きい径をなす径大部を有し、第
   一ケーシングは、第一曲状トンネルの一端部に形成され
   た第一吸込口と、第一曲状トンネルの他端部に形成され
   た第一吐出口と、これら第一吸込口及び第一吐出口の間
   に形成された第一隔壁とを有し、第二ケーシングは、第
   二曲状トンネルの一端部に形成された第二吸込口と、第
   二曲状トンネルの他端部に形成された第二吐出口と、こ
   れら第二吸込口及び第二吐出口の間に形成された第二隔
   壁とを有し、第一ケーシングの第一吐出口と第二ケーシ
   ングの第二吸込口との間に連通路を形成し、第一ケーシ
   ング及び第二ケーシング間の前記ホイール径大部と向か
   い合う内壁部に、内方に開口すると共に、ホイール径大
   部と微少間隙を隔てる溝を形成した流体加圧装置におい
   て、前記ホイールは、夫々の羽根の側部より内周側の両
   側部に内周壁を軸方向に沿って各々形成すると共に、軸
   方向において各内周壁の間に夫々の羽根間の寸法より小
   さい厚みの薄肉部を求心方向に形成し、第一，第二ケー
   シングの各々は、前記ホイールの前記内周壁及び薄肉部
   と対応する位置に内周壁及び薄肉部と微少間隙を隔てて
   張り出す張り出し突起を軸方向に形成する一方、第一曲
   状トンネル，第二曲状トンネルにおける夫々の羽根と対
   向する内周面部には、先端の軸方向中心側の一側面がホ
   イールの径大部に沿うと共に前記溝に連設し、かつ先端
   の軸方向中心側と反対側の他側面が第一，第二曲状トン
   ネルの内周面部に連設すると共に、夫々の羽根の側部に
   向かう彎曲形状の突起を形成し、第一，第二曲状トンネ
   ルとホイールの羽根を設けた側部とでほぼ円形断面の空
   間を画成することを特徴とする流体加圧装置。
2. 【請求項２】前記第一曲状トンネル内を通る前記羽根
   が、前記第一隔壁の前記第一吐出口側の端部を通過する
   タイミングと、前記第二曲状トンネル内を通る前記羽根
   が、前記第二隔壁の前記第二吐出口側の端部を通過する
   タイミングとは異なるように前記ホイールの両側の羽根
   と前記第一隔壁、第二隔壁が、配置してあることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の流体加圧装置。