JPS63230902A - 二軸機械 - 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Ｊ 本発明は、１つのハウジング及びこのハウジングの中に
接触なしに回転する２つのピストンを持つ二軸機械に関
する。さらに本発明は二軸機械の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

ここに挙げた種類の二軸機械は、例えばころがりピスト
ンポンプ、ルーツポンプ又はルーツ送風機とも呼ばれる
。ころがりピストンポンプは、ポンプハウジング内で２
つの対称的に形成されたピストンが相互にかつハウジン
グに対してＷＩｒｍなしに回転する回転ポンプである。

両方のピストンはほぼまゆ形の横断面を持ちかつ歯車伝
動装置によって同期化されている。この種のルーツポン
プは供給ポンプとして負圧及び正圧範囲に使用される。

別の二軸機械はノーセイ（Ｎｏｒｔｈｅｙ）ポンプ、ね
じ圧縮機などである。

ハウジング内のピストンの接触なしの配置により、供給
される媒体の逆流は避けられない。

従ってこの種の二軸機械の体積効率は、有効供給気体量
と理論的供給可能気体量との比によって規定されている
。ピストン相互間及びピストンとハウジング壁の間の遊
隙が小さければ小さいほど逆流が小さくなり、すなわち
体積効率が良くなる。しかし任意に小さい遊隙を選ぶこ
とは熱的理由から不可能である。運転中に機械が加熱さ
れ、それにより、存在する遊隙が縮小するので、ハウジ
ングへピストンが当たる危険がある。

ハウジングに関しては、熱を水冷又は空冷により排出で
きる可能性がある。しかし回転するピストンの熱の排出
は大体において供給される媒体自体によってのみ行なわ
れ、この媒体はピストンの熱をハウジングへ伝達し又は
それ自体で一緒に排出する。負圧における二軸機械の運
転の際は排熱のために比較的少ない分子しか得られない
から、この使用分野における熱問題は非常に重大である
。温度上昇の程度は機械の出口と入口との圧力差に関係
しかつ遊隙の消耗の際の接触を回避するためにピストン
とハウジングとの最大温度差を越えてはならないから、
二軸機械の運転の際は所定の圧力差が守られなければな
らない。負圧におけるころがりピストンポンプの使用の
際は、特別のピストン冷却手段がとられていない限り、
例えば出口圧力と入口圧力との差は所定の許容値を越え
てはならない。

＠王における使用の際にできるだけ大きい圧力差を可能
にするために、機械の低温状態における遊隙を特に大き
く選ぶことは公知である。

温厚が上昇するにつれてピストンは膨張し、すなわち相
互間の遊隙及び吸込み室の内壁に対する遊隙が縮小する
ので、機械は使用温度においてはじめて最大体積効率を
持つ。

従って正圧範囲に使用するための二軸機械はほぼ同じピ
ストン断面の場合、負圧における使用のための機械とは
回転子の相互冷間遊隙ならびにハウジングに対して半径
方向及び軸線方向の回転子の冷間遊隙しか相違しない。

例えば正圧範囲における使用のための、１０００ｍ３／
ｈの吸込み能力を持つルーツ送風機におけるピストンと
吸込み室内壁との遊隙は約５０１１であり、一方、負圧
における使用のための、同じ吸込み能力を持つルーツポ
ンプはほぼ４倍大きい冷間遊隙を持っている。従って同
じ型及び同じ大きさの二軸機械のために、使用分野に応
じて異なるピストンが＠造されなければならないので、
全体として製造費が高くなる。

二軸機械特にころがりピストンポンプは多くの使用分野
において既に使用されている。なぜならばこれらの二軸
機械は吸込み能力に関して比較的経済的にＱ造可能及び
運転可能であるからである。これらの使用分野には、湿
気又はしばしば腐食性の他の添加物を含む気体の供給も
属する。これらの添加物により、ピストンの表面又は吸
込み室の内壁の範囲において反応が起こる。反応生成物
（錆など）が剥離して、供給される気体の汚染のみなら
ず早期の５摩耗にも至らせる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の基磯になっている課電は、それぞれの使用分野
への機械の適合に伴う製造費が著しく減少される、冒頭
に挙げた種類の二軸機械及びその？Ｉ！！！造方法を示
すことである。

〔牒雇を解決するための手段〕

本発明によればこの課電は、ピストン及び場合によって
は吸込み室の内壁も機械を使用分野に適合させるために
被覆されていることによって解決される。二軸機械のピ
ストン及びハウジングを製造する方法において、ピスト
ン及び吸込み室の内壁を周知のやり方で切削により、こ
れらの部分の冷間遊隙がすべての使用分野に必要である
以上に大きいように加工して、所望の使用分野への機械
の適合をピストン及び場合によってはハウジングの被覆
により達成することが提案されている。

提案された被覆によって冷間遊隙が所定の値を取ること
を達成しようとする場合は、ピストンに、所望の冷間遊
隙が存在するような厚さの層を付ければ十分である。供
給媒体又はその中に含まれている添加物による腐食に対
するピストン及び吸込み室の内壁の保護を達成しようと
する場合は、ピストン及び吸込み室の内壁を被覆しかつ
選ばれた層厚さを所望のめ間遊隙が得られるように選ぶ
ことが必要である。この場合、被覆材料の選択は腐食作
用する物質に応じて行なわれる。

本発明の利点は先ず、特定の型の二軸機械の種々の使用
分野のために、・均一な寸法を持つ多数のピストン及び
ハウジングを製造することができることに存する。電解
により又は化学的に比較的簡単に輪郭通り゛に設けるべ
き層によって、個々の機械をそれぞれの使用分野に適合
させることができる。負圧における二軸機械の使用に関
して特別の利点が得られる。従来、選ばれた冷間遊隙は
妥協であり、この妥協が負圧の種々の圧力範囲（低負圧
、高負圧な、と）における機械の使用を可能にした。本
発明により、二軸機械特にころがりピストンポンプの冷
間遊隙を、これらの二軸機械がそれぞれの使用例に合わ
され、すなわちこれらの二軸機械の体積効率がそれぞれ
の圧力範囲に最適であるように選ぶことができる。

最後に、被覆材料により、供給される媒体へ影響を及ぼ
すことができるという利点もある。

ころがりピストン真空ポンプ・は例えばＣＯ２レーザー
の循環系における使用に特に適している。

レーザー光の発生には、ＣＯ及び０２へのＣＯ２の解雛
を伴う。ポンプの盲動表面の被覆のために銅を使用する
場合は、触媒作用が、生じ、この触媒が前述の解離を減
少させる。従って気体レーザー中で環流するＣ０２−気
体混合物は一層長い寿命を持っている。気体交換は比較
的まれにしか必要でないので、気体レーザーの運転費用
を著しく減少させることができる。

〔実施例〕

本発明のそれ以外の利点及び詳細を、第１ＧＩＱないし
第６図に概略的に示した実施例によって説明する。

第１図ないし第３図に示したころがりピストンポンプ１
のハウジングは２で示されている。

このころがりピストンポンプの吸込み室３はハウジング
２の内壁及び側方軸受蓋４，５によって形成される（第
３図）。吸込み室の内部にまゆ形のピストン６及び７が
接触なしに回転可能に配置されている。軸８及び９は側
方軸受蓋４及び５の中に支持されている。ピストン６及
び７の移動の同期化は歯車１１及び１２によって行なわ
れ、これらの歯車は、軸受蓋４を貨通する軸８゜９の端
部に取り付けられている。ころがりピストンポンプの歯
車に対向する側は駆動側と呼ばれる。この側に存在する
端部のうちの１つが、図示してない駆動モータと連結さ
れている。ピストン６及び７は矢印１３の方向に回転し
、それによって供給方向（矢印１４）が決められる。

ポンプの入口と出口はそれぞれ１５と１６で示されてい
る。

第１図ないし第３図において、ピストン移動の接触なし
の経過に特に重要である種々の遊隙が大文字で示されて
いる。Ａ及びＢで遊隙が示されており、これらの遊隙は
ピストン６．７を周囲にハウジング２に対してそれぞれ
吐出側と吸込み側に持っている（第１図）。Ｃ及びＤで
軸線方向遊隙が示されており（第３図）、この遊隙を、
ピストン６及び７が端面にそれぞれ歯車側の軸受蓋４と
駆動側の軸受Ｍ５に対して持っている。

最後に、ピストン６．７が２つの異なる位置において互
いに持っている遊隙が、Ｅ及びＦで示されている。

第１図ないし第３図によるころがりピストンポンプを製
造するために、ピストン６．７、軸受蓋４，５の内面及
びハウジング２の内壁は先ず、冷間遊５Ｍ　ＡないしＦ
がこの機械のすべての使用分野に必要である以上に大き
いように切削加工される。その後、輪郭通りの所望の被
覆６供より最初は大きすぎる冷間遊隙が所望の程度縮小
されるので、このような種々の被覆によるだけで種々の
使用分野のためのころがりピストンポンプが製造可能で
ある。ころがりピストンポンプが例えば供給される媒体
により腐食の危険にさらされている場合は、ポンプの全
有効面が被覆されなければならない。冷間遊隙だけを特
定の大きさにしようとする場合は、ピストン６及び７が
所望の層厚さを付けられれば十分である。

通常、被覆すべき部分は鋼製である。好ましい響材料は
ニッケルである。ニッケル層は無電解ニッケル被覆によ
り輪郭通り゛に再現可能な層厚さで設けられ得る。これ
らの部分が銅被覆されるべき場合は、先ず基礎としてニ
ッケル層を設け、その上に銅層を設けることが好ましい
。

両層の厚さは、使用分野に対応した冷間遊隙が得られる
ように、選ばれなければならない。銅層厚さが２５μで
ありかつニッケル層が所望の冷間遊隙に応じて選ばれる
場合は、有利であることが分かった。

第４図ないし第６図は、どのようにして府を設けること
ができるかを概略的に示している。

２１でそれぞれ電気鍍金浴の槽が示されており、この電
気鍍金浴の中へ、被覆すべき部分が浸されかつ陰極とし
て接続される。被覆すべき側に陽極２２が付属し、この
陽極の形状は被覆すべき表面の輪郭に合わされている。

従って第４図に示した軸受蓋に平らな陽極２２が付属し
ている。第５図及び第６図では、例として陽極がそれぞ
れほぼまゆ形に形成されている。

ピストン６又は７の被覆に役立つ陽極２２の被覆（第５
図）は、篭の形状を持っており、かつ一様の府が設けら
れ菖べき場合は等距離を置いてピストンを包囲する。ピ
ストンの端面にも、端部の被覆が達成され、なければな
らない場合は、図示してない平らな陽極部分が付属する
。ピストンと陽極との間隔の局部的変化により、設ける
べき層の厚さに影響を及ばすことができる。

ハウジング２の内壁を被覆するために、まゆ形の篭陽極
が設けられており、この篭陽極は吸込み室３の内部にほ
ぼ等距離を置いて配置されている。図示してない付加的
な陽極により、入口１５及び出口１６の管片の内側も被
覆されるようにすることができる。

陽極２２は犠牲陽極であってもよい。しかしチタン１二
キスバンドメタルから成りかつ筆状に形成されている陽
極が有利であることが分かつた。なぜならばこれらの陽
極は輪郭通りの適合を可能にするからである。所望の被
覆材料は陽極筒の中でなるべくクリッピングとして存在
するのが好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は２つの異なるピストン位置を持つこ
ろがりピストンポンプの横断面図、第３図はころがりピ
ストンポンプの縦断面図、笛４図、第５図及び第６図は
ポンプの有効面を持つ部分を被覆する装置の概略図であ
る。 ｌ・・・ころがりピストンポンプ、６，７・・・ピスト
ン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　１つのハウジング及びこのハウジングの中に接触な
   しに回転可能に配置された２つのピストンを持つ二軸機
   械において、ピストン （６、７）が機械（１）を使用分野に適合させるために
   被覆されていることを特徴とする二軸機械。 ２　ピストン（６、７）及び吸込み室（３）の内壁が被
   覆されていることを特徴とする、請求項１に記載の二軸
   機械。 ３　被覆がアルミニウム、クロム、ニッケル、銅又は同
   様の金属から成ることを特徴とする、請求項１又は２に
   記載の二軸機械。 ４　被覆が２つまたはそれ以上の部分層を含み、これら
   の部分層のうち下側部分層がニッケルから、上側部分層
   が銅から成ることを特徴とする、請求項１、２又は３の
   うち１つに記載の二軸機械。 ５　被覆が２つ又はそれ以上の部分層を含み、これらの
   部分層のうち下側部分層が無電解及び／又は電解により
   設けられかつニッケルから成り、上側部分層がアルミニ
   ウムから成ることを特徴とする、請求項１、２又は３の
   うち１つに記載の二軸機械。 ６　上側の銅層又はアルミニウム層の厚さが約２５μで
   あり、下側のニッケル層が、使用分野に必要な冷間遊隙
   が存在するように、厚さを選ばれていることを特徴とす
   る、請求項４又は５に記載の二軸機械。 ７　ピストン（６、７）及び吸込み室（３）の内壁を形
   成する部分（２、４、５）が周知のやり方で切削により
   、これらの部分の冷間遊隙がすべての使用分野に必要で
   ある以上に大きいように加工され、使用分野への適合が
   ピストン（６、７）の被覆により達成されることを特徴
   とする、請求項１ないし６のうち１つに記載の二軸機械
   のピストン及びハウジングを製造する方法。 ８　使用分野への適合がピストン（６、７）及び吸込み
   室（３）の内壁の被覆により達成されることを特徴とす
   る、請求項７に記載の方法。 ９　ピストン（６、７）及び場合によつては吸込み室（
   ３）の内壁が電解により、無電解により又は化学的にア
   ルミニウム、クロム、ニッケル、銅又は同様の金属で被
   覆されることを特徴とする、請求項７又は８に記載の方
   法。 １０　被覆すべき面に、被覆すべき面の形状に対応する
   陽極（２２）が付属することを特徴とする、請求項９に
   記載の方法。 １１　被覆すべき面に、被覆すべき面の形状に対応する
   篭状陽極（２２、２３）が付属することを特徴とする、
   請求項９に記載の方法。 １２　局部的に異なる層厚さが、陽極（２２）が被覆す
   べき面に局部的に異なる間隔を置いて付属することによ
   つて生ぜしめられることを特徴とする、請求項１０に記
   載の方法。