(57)【要約】　　　（修正有）【課題】至極単純な手段でコンパクト、省エネ、低コスト化を計った高性能の螺旋洞流体加圧圧縮機構を提供する。【解決手段】回転軸２に固着或いは一体形成した螺旋洞４，６の遠心力の作用による螺旋回転運動効果により、連続的に流体を加圧し、一定方向への圧力を誘起する。螺旋洞の螺旋ピッチ角度及び螺旋洞断面積を漸次変化させて、使用目的に適した設計上の選択肢を持つ流体加圧圧縮機構とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝動シャフトにより駆動する回転軸外周に形成した、螺旋胴及び多重螺旋胴の、螺旋ピッチ角度及び螺旋断面積を、漸次変化させた螺旋洞の回転運動により、用途に適した圧力を、連続的に誘起する、螺旋洞流体加圧圧縮機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被加圧、被圧縮流体を連続的に加圧、圧縮する事を目的とする流体機器の流体連続加圧、圧縮機構に関するものであり、コンプレッサ、送風器、推進器、ポンプ等、流体加圧圧縮機器に係わる。
【０００２】
【従来の技術】流体機器、加圧圧縮機構として、レシプロ型の人力消火ポンプやコンプレッサ等の技術に百年近い歴史があり、その後スクロール型や、軸流プロペラ型等の技術が派生した。さらに最近において、螺旋状の圧縮機構をもつヘリカルブレード式コンプレッサが最新技術として注目されている。
【０００３】
図３に示すヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構は中空円筒形状のシリンダ１１内部にローラピストン１３がシリンダ１１の中心軸線０から偏心した平行軸回りに回転可能に設けられている。
【０００４】
ローラピストン１３の外周面に、ヘリカル溝９が軸方向排出側に向かって、ピッチ角度が漸次変化するように設けられ、偏心したローラピストン１３の、ヘリカル溝９に沿った螺旋形状のヘリカルブレード１０が装着されている。
【０００５】
ヘリカルブレード１０の外周面はシリンダ１１の内周面に摺接し、シリンダ１１の内周面と、回転軸２に装着した、ローラピストン１３の外周面と、ヘリカルブレード１０によって複数の多段圧縮室１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の基本構造を持つ、ヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構に於いては、構造は単純であるが、複雑かつ高度の精密加工技術を要する、と言う難点に加え、基本構造において、以下に述べる力学上の、矛盾と欠陥をもっている。
【０００７】
上記のヘリカルブレード式圧縮機構と、紀元前３００年、古代ギリシャのアルキメデスにより発明された、伝動シャフト１に螺旋盤４を固着し、シリンダ１１内で回転させるアルキメデスポンプ、図３、と比較するとき、基本的な構造及び、作動原理は同じであり、これら螺旋機器の作動原理は、螺旋形状に基づくネジの原理並びに螺旋回転運動における遠心力によるものである。
【０００８】
従って、ヘリカルブレード式圧縮機構に於ける、回転部とシリンダ１１を分離作動する構造に於いては、被圧縮流体、及びブレードの外周に対して、シリンダ内周面は静止壁を構成し、加圧作用を誘起しないばかりか、螺旋状に回転移動する流体、並びに螺旋ブレード外周との摩擦による、エネルギー損失を生じる。
従って、ヘリカルブレード１０とシリンダ１１を分離構成するメリットは無く、分離作動する構造事態、螺旋形状に基づく、ネジの原理を重視して、螺旋回転運動に於ける、遠心力の作用を軽視した設計思想によるものであり、流体力学上の矛盾を内包し、圧縮機構の論理的、構造的欠陥となっている。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】請求項１記載の発明は、伝動シャフト１により回転軸２を回転駆動させ、回転軸２、螺旋盤４、螺旋盤外周を覆う同心円の螺旋洞外周円筒６による、複数の部品を、固着あるいは一体形成した構造に因って成る、螺旋洞の、螺旋回転運動効果により、流体に一定方向への圧力を、連続的に誘起する、螺旋洞流体加圧圧縮機構である。
更に上記螺旋洞の螺旋ピッチ角度と回転軸径を漸次変化する事により、螺旋胴断面積を漸次変化させて、用途に適した流圧を誘起する、螺旋洞及び多重螺旋洞圧縮機構である。
【００１０】
【実施の形態】
第１の実施例以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。図１、図２は本発明による螺旋洞及び多重螺旋洞圧縮機構の実施例を示す概略図である。
【００１１】
図１に示すように当螺旋洞圧縮機構は、伝動シャフト１、に装着した回転軸２の外周に形成する、螺旋盤４、螺旋盤外周を軸と同心円状に形成し両端を閉じ、回転シール５を介して軸受け３に構成する吸入孔１４、排出孔１５に連結した螺旋洞外周円筒６、を固着或いは一体形成し、螺旋洞外周円筒６の外側に構成する消音及び、軸受け３を支える外郭構造機能を持つ被覆いカバー７、により構成する。
【００１２】
図１に示すように、当螺旋洞圧縮機構の螺旋洞は、吸入側より排出側に向かって、螺旋ピッチ角及び回転軸の径の変化により、螺旋洞断面積は漸次変化するように構成し、要求される圧力等、用途に応じた設計上の選択肢を持たせる。
【００１３】
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明した構造により、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１４】
ヘリカルブレード式圧縮機構における、静止壁を構成したシリンダ１１内周面と、ヘリカルブレード１０が一体化した螺旋洞を形成し、共に回転することにより、被圧縮流体並びにヘリカルブレード１０と、シリンダ１１内周面との摩擦によるエネルギー損失が削除され、螺旋洞内周全面に於いて、螺旋回転運動に伴う、被圧縮流体への加圧作用が誘起されるので、加圧圧縮効率が上昇しエネルギー効率の向上、装置の小型化に寄与する。
【００１５】
ヘリカルブレード式圧縮機構における、回転ローラ８、ヘリカルブレード１０、シリンダ１１等の部品により分離構成する圧縮機構を、単純な螺旋洞とする事により、精密加工工程並びに、ヘリカルブレード注油機構が不要となり、組み立て工程が簡略化され、汎用資材による単純な構造の、低コスト、省メンテナンスの、流体加圧圧縮機構を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の螺旋洞圧縮機構の実施形態を示す概略構成図。
【図２】本発明の多重螺旋洞圧縮機構の実施形態を示す概略構成図。
【図３】ヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構を示す概略構成図。
【図４】アルキメデスポンプを示す概略構成図。
【符号の説明】
０中心軸線
１伝動シャフト
２回転軸
３軸受け
４螺旋盤
５回転シール
６螺旋洞外周円筒
７被覆カバー
８回転ローラ
９ヘリカル溝
１０ヘリカルブレード
１１シリンダ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ多段圧縮室
１３ローラーピストン
１４吸入孔
１５排出孔
【図１】
2004132346.tif 000003
【図２】
2004132346.tif 000004
【図３】
2004132346.tif 000005
【図４】
2004132346.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成14年12月2日(2002.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被加圧、被圧縮流体を連続的に加圧、圧縮する事を目的とする流体機器の流体連続加圧、圧縮機構に関するものであり、コンプレッサ、送風器、推進器、ポンプ等、流体加圧圧縮機器に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
二千三百年の歴史を持つ、アルキメデスの螺旋ポンプに始まる、流体、加圧、圧縮機構として、ネジの原理並びに、遠心力を活用した、プロペラ型スクリュー及び、レシプロ型のポンプやコンプレッサ等の技術に百年前後の歴史があり、その後、多段軸流型、スクロール型、ロタリー型等の技術が派生し、さらに最近においては、螺旋状の圧縮機構をもつヘリカルブレード式コンプレッサが最新技術として注目されている。
【０００３】
図３に示すヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構は中空円筒形状のシリンダ１１内部にローラピストン１３がシリンダ１１の中心軸線０から偏心した平行軸回りに回転可能に設けられている。
【０００４】
ローラピストン１３の外周面に、ヘリカル溝９が軸方向排出側に向かって、ピッチ角度が漸次変化するように設けられ、偏心したローラピストン１３の、ヘリカル溝９に沿った螺旋形状のヘリカルブレード１０が装着されている。
【０００５】
ヘリカルブレード１０の外周面はシリンダ１１の内周面に摺接し、シリンダの内周面と、回転軸２に装着したローラピストン１３の外周面と、ヘリカルブレード１０によって複数の多段圧縮室１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の基本構造を持つ、ヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構に於いては、構造は単純であるが、複雑かつ高度の精密加工技術並びに高機能高分子素材を必要とし、更に機械的摩擦を伴う構造上、注油機構を要すると言う難点がある。　さらに軸流型に於いては、騒音、エネルギー効率、圧縮率等に問題がある。以上の課題を、克服するために、圧縮機構を簡略化し、生産性、エネルギー効率、騒音、オイルレス等の改善を計るというのが当発明の課題である。
【０００７】
【課題を解決する為の手段】
請求項１記載の発明は、伝動シャフト１により回転軸２を回転駆動させ、回転軸２、螺旋盤４、螺旋盤外周を覆う同心円の螺旋洞外周円筒６による、複数の部品を、固着あるいは一体形成した構造に因って成る、螺旋洞の、螺旋回転運動効果により、流体に一定方向への圧力を、連続的に誘起する、螺旋洞流体加圧圧縮機構である。
更に上記螺旋洞の螺旋ピッチ角度と回転軸径を漸次変化する事により、螺旋胴断面積を漸次変化させて、用途に適した流圧を誘起する、螺旋洞及び多重螺旋洞圧縮機構である。
【０００８】
【実施の形態】
第１の実施例以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１、図２は本発明による螺旋洞及び多重螺旋洞圧縮機構の実施例を示す概略図である。
【０００９】
図１に示すように当螺旋洞圧縮機構は、伝動シャフト１、に装着した回転軸２の外周に形成する、螺旋盤４、螺旋盤外周を軸と同心円状に形成し両端を閉じ回転シール５、を介して軸受け３、に構成する吸入孔１４、排出孔１５、に連結した螺旋洞外周円筒６、を固着或いは一体形成し、螺旋洞外周円筒６、の外側に構成する消音及び、軸受け３、を支える外郭構造機能を持つ被覆いカバー７、により構成する。
【００１０】
図１に示すように、当螺旋洞圧縮機構の螺旋洞は、吸入側より排出側に向かって、螺旋ピッチ角及び回転軸の径の変化により、螺旋洞断面積は漸次変化するように構成し、要求される圧力等、用途に応じた設計上の選択肢を持たせる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明した構造により、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１２】
当流体加圧圧縮機構に於いては、上記ヘリカルブレード式と比較するとき、汎用資材による製造が可能であり、部品数、精密加工工程が削減され、生産コストの低減、耐久性の向上、並びに注油機構が削除される。
【００１３】
ネジの原理を基とし、多数の回転羽根により被圧縮流体を旋断攪拌させる軸流型と当加圧圧縮機構を比較するとき、当圧縮機構は螺旋洞内周全面に於いて、螺旋洞内周壁面の傾斜に伴うネジの原理、並びに回転により螺旋洞内に作用する遠心力による複合的な加圧作用が誘起される結果、当圧縮機構内に於ける被圧縮流体の流線形状は単純な螺旋を描く事により、軸流型に比べ渦流発生に伴うエネルギー損失が削減される結果、加圧圧縮効率が上昇し、省エネ、低騒音、装置の小型化、生産性、耐久性の向上に寄与する。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の螺旋洞圧縮機構の実施形態を示す概略構成図。
【図２】本発明の多重螺旋洞圧縮機構の実施形態を示す概略構成図。
【図３】ヘリカルブレード式コンプレッサの圧縮機構を示す概略構成図。
【図４】アルキメデスポンプを示す概略構成図。
【符号の説明】
０中心軸線
１伝動シャフト
２回転軸
３軸受け
４螺旋盤
５回転シール
６螺旋洞外周円筒
７被覆カバー
８回転ローラ
９ヘリカル溝
１０ヘリカルブレード
１１シリンダ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ多段圧縮室
１３ローラーピストン
１４吸入孔
１５排出孔


【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004132346.tif 000007
【図２】
2004132346.tif 000008
【図３】
2004132346.tif 000009
【図４】
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