(57)【要約】【課題】  エネルギー効率の向上を図ることができるルーツブロアーを用いた正負圧形成システムを提供する。【解決手段】  １つのルーツブロアの吸入側と吐出側それぞれに吸入側アキュムレータ２と吐出側アキュムレータ３を配置することで、正圧と負圧の双方を形成する。これにより、正圧側、つまりエアーが吐出される側においては、吐出されるエアーを用いて埃や金属製ゴミなどの吹き飛ばしを行うことが可能となり、負圧側、つまりエアーが吸入される側においては、吸入されるエアーを用いて掃除機を構成することが可能となる。【選択図】        図１
2006152915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーを吸入する吸入口（１ａ）と、吸入したエアーを吐出する吐出口（１ｂ）とを有し、前記エアーの吸入・吐出の際に、前記吸入口（１ａ）と前記吐出口（１ｂ）との間に所定の差圧を発生させるルーツブロア（１）と、
エアー吸入口（２ａ）を有し、前記エアー吸入口（２ａ）を通じてエアーを吸入すると共に、前記ルーツブロア（１）における前記吸入口（１ａ）に接続されることで、前記ルーツブロア（１）へのエアーの供給を行うように構成された吸入側アキュムレータ（２）と、
エアー吐出口（３ａ）を有し、前記ルーツブロア（１）における前記吐出口（１ｂ）に接続されることで、前記ルーツブロア（１）からのエアーを受け入れると共に、前記エアー吐出口（３ａ）を通じて受け入れたエアーを吐出するように構成された吐出側アキュムレータ（３）とを備え、
前記吸入側アキュムレータ（２）により、前記ルーツブロア（１）のエアーの吸入によって発生させられる負圧を保持するようになっていると共に、
前記吐出側アキュムレータ（３）により、前記ルーツブロア（１）のエアーの吐出によって発生させられる正圧を保持するようになっていることを特徴とする正負圧形成システム。
【請求項２】
前記吸入側アキュムレータ（２）には、バランスエアー導入口（２ｂ）が備えられていると共に、該バランスエアー導入口（２ｂ）には、圧力センサ（２ｃ）および圧力調整弁（２ｄ）が備えられており、
前記圧力センサ（２ｃ）により、前記吸入側アキュムレータ（２）内の負圧値が所望値よりも低下したことが検出された場合には、前記圧力調整弁（２ｄ）がオンし、前記バランスエアー導入口（２ｂ）を通じて前記吸入側アキュムレータ（２）内へバランスエアーが導入されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の正負圧形成システム。
【請求項３】
前記吸入側アキュムレータ（２）における前記エアー吸入口（２ａ）が前記バランスエアー導入口（２ｂ）を兼ねていることを特徴とする請求項２に記載の正負圧形成システム。
【請求項４】
前記吐出側アキュムレータ（３）には、バランスエアー導出口（３ｂ）が備えられていると共に、該バランスエアー導出口（３ｂ）には、圧力センサ（３ｃ）および圧力調整弁（３ｄ）が備えられており、
前記圧力センサ（３ｃ）により、前記吐出側アキュムレータ（３）内の正圧値が所望値よりも上昇したことが検出された場合には、前記圧力調整弁（３ｄ）がオンし、前記バランスエアー導出口（３ｂ）を通じて前記吐出側アキュムレータ（３）内からバランスエアーが導出されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の正負圧形成システム。
【請求項５】
前記吐出側アキュムレータ（３）における前記エアー吐出口（３ａ）が前記バランスエアー導出口（３ｂ）を兼ねていることを特徴とする請求項４に記載の正負圧形成システム。
【請求項６】
前記吸入側アキュムレータ（２）内の負圧値の絶対値と前記吐出側アキュムレータ（３）内の正圧値の絶対値が同等とされていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の正負圧形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーの吸入および吐出を行うルーツブロアーを用いた正負圧形成システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、工場内では、ブレスライダーという工場エアーを大量に消費する機器を用いることで、清掃などが行われている。ブレスライダーとは、負圧室内に高圧を吹き込むことで負圧を形成するものである。このブレスライダーが形成する負圧を例えば掃除機に用いることで、工場内の清掃などを行っている。
【０００３】
しかしながら、ブレスライダーは、負圧室内に高圧を吹き込むことで負圧を形成するという形態であるため、エネルギー効率が悪く、ランニングコストがかさむという問題がある。
【０００４】
このため、ルーツブロアー、すなわち所定の容量のエアーを吸入したのち、所定の容量のエアーを吐出するというポンプ手段（例えば、外接ギアポンプ等）を利用することで、エネルギー効率の向上を図ることが検討されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ルーツブロアーは、吸入口と吐出口との間に所定の差圧を形成できるもので、大気（すなわち約０．１ＭＰａのエアー）を吸入したのち、例えば大気よりも０．０２ＭＰａ大きな圧力（正圧）のエアーを吐出するという形態、もしくは、例えば大気よりも０．０２ＭＰａ小さな圧力（負圧）のエアーを吸入した後、大気圧相当のエアーを吐出するという形態で用いられる。つまり、ルーツブロアーは、大気の吸入によって正圧のエアーを形成するか、負圧のエアーの吸入によって大気圧相当のエアーを形成する。
【０００６】
このようなルーツブロアーによれば、正圧と負圧のエアーいずれか一方を形成できるため、正圧のエアーを例えばゴミの吹き飛ばしに用い、負圧のエアーを例えば清掃に用いることができる。そして、ルーツブロアーは、高圧の吹き込みという手法が採られていないことから、ブレスライダーと比べてエネルギー効率の向上を図ることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、単にルーツブロアーを用いただけでは、エネルギー効率の向上という面で十分なものであるとは言えない。したがって、さらなるエネルギー効率の向上が望まれる。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、エネルギー効率の向上を図ることができるルーツブロアーを用いた正負圧形成システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、エアーを吸入する吸入口（１ａ）と、吸入したエアーを吐出する吐出口（１ｂ）とを有し、エアーの吸入・吐出の際に、吸入口（１ａ）と吐出口（１ｂ）との間に所定の差圧を発生させるルーツブロア（１）と、エアー吸入口（２ａ）を有し、エアー吸入口（２ａ）を通じてエアーを吸入すると共に、ルーツブロア（１）における吸入口（１ａ）に接続されることで、ルーツブロア（１）へのエアーの供給を行うように構成された吸入側アキュムレータ（２）と、エアー吐出口（３ａ）を有し、ルーツブロア（１）における吐出口（１ｂ）に接続されることで、ルーツブロア（１）からのエアーを受け入れると共に、エアー吐出口（３ａ）を通じて受け入れたエアーを吐出するように構成された吐出側アキュムレータ（３）とを備え、吸入側アキュムレータ（２）により、ルーツブロア（１）のエアーの吸入によって発生させられる負圧を保持するようになっていると共に、吐出側アキュムレータ（３）により、ルーツブロア（１）のエアーの吐出によって発生させられる正圧を保持するようになっていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、１つのルーツブロアもしくはルーツブロア群を用いて、正負圧のいずれも発生させることが可能となる。そして、発生させた正負圧それぞれで、埃や金属ゴミなどの吹き飛ばしを行ったり、さらには掃除機を構成することが可能となる。したがって、１つのルーツブロアもしくはルーツブロア群によって正負圧のいずれか一方しか発生させられない従来のシステムと比較して、エネルギー効率を向上させられるという効果を得ることができる。
【００１１】
例えば、請求項６に示されるように、吸入側アキュムレータ（２）内の負圧値の絶対値と吐出側アキュムレータ（３）内の正圧値の絶対値が同等となるようにすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、吸入側アキュムレータ（２）に、圧力センサ（２ｃ）および圧力調整弁（２ｂ）を有するバランスエアー導入口（２ｂ）を備え、圧力センサ（２ｃ）により、吸入側アキュムレータ（２）内の負圧値が所望値よりも低下したことが検出された場合には、圧力調整弁（２ｄ）をオンさせ、バランスエアー導入口（２ｂ）を通じて吸入側アキュムレータ（２）内へバランスエアーが導入されるようにすることを特徴としている。
【００１３】
例えば、ルーツブロア（１）によるエアーの吸入が行われている際に、エアー吸入口（２ａ）が詰まったりしてエアー吸入口（２ａ）からのエアーの吸入が行われなくなった場合、吸入側アキュムレータ（２）内の負圧値が低下する。
【００１４】
このような場合において、上記構成であれば、バランスエアー導入口（２ｂ）からバランスエアーが導入され、吸入側アキュムレータ（２）内が所望の負圧値となるように調整されるようにすることができる。
【００１５】
この場合、請求項３に示されるように、吸入側アキュムレータ（２）におけるエアー吸入口（２ａ）でバランスエアー導入口（２ｂ）を兼ねることも可能である。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、吐出側アキュムレータ（３）に、圧力センサ（３ｃ）および圧力調整弁（３ｄ）を有するバランスエアー導出口（３ｂ）を備え、圧力センサ（３ｃ）により、吐出側アキュムレータ（３）内の正圧値が所望値よりも上昇したことが検出された場合には、圧力調整弁（３ｄ）をオンさせ、バランスエアー導出口（３ｂ）を通じて吐出側アキュムレータ（３）内からバランスエアーが導出されるようにすることを特徴としている。
【００１７】
例えば、ルーツブロア（１）によるエアーの吐出が行われている際に、エアー吐出口（３ａ）が詰まったりしてエアー吐出口（３ａ）からのエアーの吐出が行われなくなった場合、吐出側アキュムレータ（３）内の正圧値が上昇する。
【００１８】
このような場合にはおいて、上記構成であれば、バランスエアー導出口（３ｂ）からバランスエアーが導出され、吐出側アキュムレータ（３）内が所望の正圧値となるように調整されるようにすることができる。
【００１９】
この場合、請求項５に示されるように、吐出側アキュムレータ（３）におけるエアー吐出口（３ａ）でバランスエアー導出口（３ｂ）を兼ねることも可能である。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態が適用されたルーツブロアーを用いた正負圧形成システムの模式図である。以下、この図を参照して本実施形態のルーツブロアーを用いた正負圧形成システムについて説明する。
【００２３】
図１に示されるように、ルーツブロアーを用いた正負圧形成システムは、ルーツブロアーに相当する外接ギアポンプ１と、外接ギアポンプ１の吸入口１ａに接続される吸入側アキュムレータ２と、外接ギアポンプ１の吐出口１ｂに接続される吐出側アキュムレータ３とを備えている。
【００２４】
外接ギアポンプ１は、所定の容量のエアーを吸入したのち、所定の容量のエアーを吐出するものである。図２は、外接ギアポンプ１の一例を示した断面図である。外接ギアポンプ１は、ポンプ室を構成するケーシング内に複数のギアを有する２つの外接ロータ１ｃを備えて構成され、ケーシングの両側面に形成された吸入口１ａおよび吐出口１ｂからエアーの吸入・吐出を行う。
【００２５】
具体的には、長円形状のケーシングによって形成されるポンプ室内において、２本の平行な軸上に取り付けられた２個の３葉断面の外接ロータ１ｃが互いに反対方向に等速度で回転することで、２つの外接ロータ１ｃの歯およびケーシングによって構成される容量が大小変化し、一定量の容量のエアーを吸入口１ａ側から吐出口１ｂ側へ送り出すようになっている。このとき、２つの外接ロータ１ｃの間の気密が各外接ロータ１ｃに備えられた歯によって保たれるため、吸入口１ａ側と吐出口１ｂ側との間に所定の差圧が形成されるようになっている。
【００２６】
吸入側アキュムレータ２は、外接ギアポンプ１の吸入口１ａに接続されることで、外接ギアの吸入によって発生する負圧を保持しておくためのものである。例えば、外接ギアポンプ１によって形成される差圧が０．０２ＭＰａである場合、吸入側アキュムレータ２では、その半分となる０．０１ＭＰａ分の負圧、つまり大気圧−０．０１ＭＰａの負圧のエアーが蓄積されるようになっている。
【００２７】
吸入側アキュムレータ２には、エアー吸入口２ａおよびバランスエアー導入口２ｂが備えられている。エアー吸入口２ａは、吸入側アキュムレータ２へのエアーの吸入を行うためのもので、基本的にはこのエアー吸入口２ａを通じて外接ギアポンプ１に供給されるエアーの吸入が行われるようになっている。バランスエアー導入口２ｂは、吸入側アキュムレータ２内の負圧値が所望の負圧値よりも低下した場合に、所望の負圧値となるように補正するためのバランスエアーを導入するためのものである。
【００２８】
具体的には、バランスエアー導入口２ｂには、圧力センサ２ｃおよび圧力調整弁２ｄが備えられている。圧力センサ２ｃは、吸入側アキュムレータ２内の負圧値を計測するためのものであり、圧力センサ２ｃによる計測値が所望の負圧値では無い場合には、圧力調整弁２ｄは、吸入側アキュムレータ２内にバランスエアーが導入することで、吸入側アキュムレータ２内が所望の負圧値となるように調整するようになっている。
【００２９】
例えば、外接ギアポンプ１によるエアーの吸入が行われている際に、エアー吸入口２ａが詰まったりしてエアー吸入口２ａからのエアーの吸入が行われなくなった場合、吸入側アキュムレータ２内の負圧値が低下する。このような場合には、バランスエアー導入口２ｂからバランスエアーが導入され、吸入側アキュムレータ２内が所望の負圧値となるように調整される。
【００３０】
なお、吸入側アキュムレータ２のエアー吸入口２ａは、吸入側アキュムレータ２の容量に対して非常に小さなものとなっており、このエアー吸入口２ａからエアーが吸入されても、吸入側アキュムレータ２の負圧が保持されるようになっている。
【００３１】
吐出側アキュムレータ３は、外接ギアポンプ１の吐出口１ｂに接続されることで、外接ギアの吐出によって発生する正圧を保持しておくためのものである。例えば、外接ギアポンプ１によって形成される差圧が０．０２ＭＰａである場合、吐出側アキュムレータ３では、その半分となる０．０１ＭＰａ分の正圧、つまり大気圧＋０．０１ＭＰａの正圧のエアーが蓄積するようになっている。
【００３２】
吐出側アキュムレータ３には、エアー吐出口３ａおよびバランスエアー導出口３ｂが備えられている。エアー吐出口３ａは、吐出側アキュムレータ３からのエアーの吐出を行うためのもので、基本的にはこのエアー吐出口３ａを通じて外接ギアポンプ１から供給されたエアーの吐出が行われるようになっている。バランスエアー導出口３ｂは、吐出側アキュムレータ３内の正圧値が所望の正圧値よりも上昇した場合に、所望の正圧値となるように補正するためにバランスエアーを導出するためのものである。
【００３３】
具体的には、バランスエアー導出口３ｂには、圧力センサ３ｃおよび圧力調整弁３ｄが備えられている。圧力センサ３ｃは、吐出側アキュムレータ３内の正圧値を計測するためのものであり、圧力センサ３ｃによる計測値が所望の正圧値では無い場合には、圧力調整弁３ｄは、吐出側アキュムレータ３内からバランスエアーを導出することで、吐出側アキュムレータ３内が所望の正圧値となるように調整するようになっている。
【００３４】
例えば、外接ギアポンプ１によるエアーの吐出が行われている際に、エアー吐出口３ａが詰まったりしてエアー吐出口３ａからのエアーの吐出が行われなくなった場合、吐出側アキュムレータ３内の正圧値が上昇する。このような場合には、バランスエアー導出口３ｂからバランスエアーが導出され、吐出側アキュムレータ３内が所望の正圧値となるように調整される。
【００３５】
なお、吐出側アキュムレータ３のエアー吐出口３ａは、吐出側アキュムレータ３の容量に対して非常に小さなものとなっており、このエアー吐出口３ａからエアーが吐出されても、吐出側アキュムレータ３の正圧が保持されるようになっている。
【００３６】
以上のように構成されたルーツブロアーを用いた正負圧形成システムによれば、１つのルーツブロアの吸入側と吐出側それぞれに吸入側アキュムレータ２と吐出側アキュムレータ３を配置することで、正圧と負圧の双方を形成することができる。このため、正圧側、つまりエアーが吐出される側においては、吐出されるエアーを用いて埃や金属製ゴミなどの吹き飛ばしを行うことが可能となり、負圧側、つまりエアーが吸入される側においては、吸入されるエアーを用いて掃除機を構成することが可能となる。
【００３７】
また、吸入側アキュムレータ２と吐出側アキュムレータ３それぞれに、バランスエアー導入口２ｂおよびバランスエアー導出口３ｂを備えることで、吸入側アキュムレータ２内や吐出側アキュムレータ３内のエアーの圧力が所望値に保持されるようにしている。これにより、吸入側アキュムレータ２内や吐出側アキュムレータ３内のエアーの圧力が大気圧に近づいてしまうことを防止することができる。したがって、吸入側アキュムレータ２に正確な値の負圧を発生させられることができると共に、吐出側アキュムレータ３に正確な値の正圧を発生させることができる。
【００３８】
このように、本実施形態の正負圧形成システムによれば、１つのルーツブロアを用いて、正負圧のいずれも発生させることが可能となる。そして、発生させた正負圧それぞれで、埃や金属ゴミなどの吹き飛ばしを行ったり、さらには掃除機を構成することが可能となる。したがって、１つのルーツブロアによって正負圧のいずれか一方しか発生させられない従来のシステムと比較して、エネルギー効率を向上させられるという効果を得ることができる。
【００３９】
（他の実施形態）
上記実施形態では、１つのルーツブロアを用いる例を示したが、システム規模が大きくなる場合には、複数のルーツブロアを備えたルーツブロア群によってエアーの吸入・吐出を行う場合もある。このような場合においても、ルーツブロア群の吸入側と吐出側それぞれに吸入側アキュムレータ２と吐出側アキュムレータ３を配置して正負圧双方を形成するようにすれば、上記第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４０】
また、上記実施形態では、ルーツブロアの一例として、外接ギアポンプ１を例に挙げて説明したが、これは単なる一例であり、他のポンプを用いても構わない。例えば、トロコイドポンプやベーンポンプ、スクロール形のポンプなどのルーツブロアも本発明に適用することができる。つまり、所定の容量のエアーを吸入すると共に所定の容量のエアーを吐出し、かつ、吸入口１ａ側と吐出口１ｂ側との間に所定の差圧を発生させられるようなルーツブロアであれば、どのようなものであっても構わない。
【００４１】
さらに、上記実施形態では、吸入側アキュムレータ２において、エアー吸入口２ａとバランスエアー導入口２ｂとが別々の構成となっているが、エアー吸入口２ａがバランスエアー導入口２ｂを兼ねることも可能である。もちろん、吐出側アキュムレータ３において、エアー吐出口３とバランスエアー導出口３ｂとが別々の構成となっているが、エアー吐出口３ａがバランスエアー導出口３ｂを兼ねることも可能である。
【００４２】
なお、上記実施形態では、吸入側アキュムレータ２内の負圧値の絶対値と吐出側アキュムレータ３内の正圧値の絶対値が同等となるようにする例を挙げて説明したが、これも単なる一例である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態におけるルーツブロアを用いた正負圧形成システムの全体概要図である。
【図２】図１に示す正負圧形成システムに備えられるルーツブロアとして外接ギアポンプ１を適用した場合の断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ａ…吸入口、１ｂ…吐出口、２…吸入側アキュムレータ、２ａ…エアー吸入口、２ｂ…バランスエアー導入口、２ｃ…圧力センサ、２ｄ…圧力調整弁、３…吐出側アキュムレータ、３ａ…エアー吐出口、３ｂ…バランスエアー導出口、３ｃ…圧力センサ、３ｄ…圧力調整弁。
【図１】
2006152915.tif 000003
【図２】
2006152915.tif 000004