(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数段のポンプ室が空気の吸入側配管と吐出側配管とで相互に直列的に連通され、空気を送給するための一対の３葉ロータが各ポンプ室にそれぞれ収納され、前記３葉ロータの隣り合う葉片間とケーシングの内壁面との間に囲まれる空気搬送空間が吐出口に達する直前に当該空気搬送空間と吐出側配管とを連通する複数の予圧縮孔が設けられ、前記吐出口に接近するにつれてロータ軸の軸芯方向に並ぶ前記予圧縮孔の孔数が増加するよう設けられたルーツ式流体機械において、
前記３葉ロータの各凹円弧部に、ロータ軸の軸芯方向に延びた複数の断面小円弧状もしくは断面コ字状の溝が形成され、
前記一対の３葉ロータは互いに上下に配置されており、
前記複数の予圧縮孔の吐出側端に連通した洗浄水供給空間が各ポンプ室の吐出側に形成され、
前記洗浄水供給空間の上方に当該洗浄水供給空間と外部とを連通する洗浄水供給用連通孔が形成され、
前記洗浄水供給空間の下方に当該洗浄水供給空間と外部とを連通する第１洗浄水排水用連通孔が形成されたことを特徴とするルーツ式流体機械。
【請求項２】
請求項１に記載のルーツ式流体機械において、
前記各ポンプ室の下方に各ポンプ室と外部とを連通する第２洗浄水排水用連通孔がそれぞれ形成されたことを特徴とするルーツ式流体機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルーツ式流体機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ルーツ式ブロワ、ルーツ式真空ポンプなどのルーツ式流体機械は、輸送用機械、産業機械など様々な分野で使用されている。ルーツ式流体機械では、吸入口および吐出口が形成されたケーシング内に一対のロータが収容され、これらロータが互いに反対方向に噛み合いながら回転駆動される。一対のロータがそのように回転駆動されると、ロータの隣り合う葉片間とケーシングの内壁面との間に囲まれる空気搬送空間により、吸入口から吐出口へ空気が搬送され、ルーツ式流体機械がブロワである場合は、吐出口側の空気が圧縮され、ルーツ式流体機械が真空ポンプである場合は、吸入口側の空気が負圧に減圧される（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
この種のルーツ式流体機械においては、空気搬送空間が吐出口に達する際に、吐出口側から空気搬送空間内へ急激に空気が流入することによって騒音が発生することが知られている。
【０００４】
そのような騒音を抑制するために、特許文献１に開示されているルーツ式ブロワでは、吐出口の近くに多数の予圧縮孔が設けられている。予圧縮孔は、空気搬送空間が吐出口に達する直前に、空気搬送空間と吐出側配管とを徐々に連通して、吐出側配管内の空気を空気搬送空間へ徐々に流し込むために設けられている。このため、空気搬送空間が吐出口に達するときには、当該空気搬送空間内の空気圧と吐出口側の空気圧との圧力差が小さくなり、吐出口側から空気搬送空間内へ流れ込む空気の流れは緩やかなものとなって、騒音が抑制されるようになる。
【０００５】
また、特許文献１に開示されているルーツ式ブロワの吐出口は、ロータの回転方向に対して斜めに交差するヘリカル形状に形成されているため、空気搬送空間と吐出口とが徐々に連通される。その結果、空気搬送空間が吐出口に達した後も吐出口側配管から空気搬送空間内へ流れ込む空気の流れが緩やかになり、さらに騒音が抑制されるようになっている。
【０００６】
従来のルーツ式流体機械においては、空気搬送空間内への急激な空気の流入のほかに、以下に説明するような原因から騒音が発生することも知られている。
【０００７】
すなわち、一対のロータが互いに反対方向に噛み合いながら回転する際に、一方のロータの凹円弧部と他方のロータの凸円弧部との間に冷却水が閉じ込められる、いわゆる閉じ込み現象が発生し、この閉じ込み現象によって騒音が発生することが知られている。
【０００８】
上記閉じ込み現象による騒音を抑制するために、特許文献２に開示されているルーツ式ブロワは、ロータの凹円弧部にロータを貫通した連通口を設けている。この連通口により、一方のロータの凹円弧部と他方のロータの凸円弧部との間に入り込んだ冷却水は、当該連通口へ逃げ込むことができ、閉じ込み現象の発生が防止される。
【０００９】
また、特許文献３に開示されているルーツ式真空ポンプは、ロータの凹円弧部の一部をロータ軸側に窪ませた溝を設けている。このような溝によっても、一方のロータの凹円弧部と他方のロータの凸円弧部との間に入り込んだ冷却水が当該溝へ逃げ込むことができ、閉じ込み現象の発生が防止される。
【特許文献１】特開平８−６１２７２
【特許文献２】特開平８−３０３３５５
【特許文献３】実開平１−６９１９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示されているルーツ式ブロワのように予圧縮孔を設けたルーツ式流体機械によれば、ある程度低騒音化することができるものの、高圧縮、高真空型の多段ルーツ式流体機械では、吐出口側と空気搬送空間内との圧力差が大きいことから、吐出口側から空気搬送空間内へ流入する空気の流れを十分に緩やかにすることが困難であり、ユーザが満足する程度にまで低騒音化を実現することが困難であった。
【００１１】
また、特許文献１に開示されているルーツ式ブロワでは、吐出口がヘリカル形状に形成されているため、当該吐出口を成形するための鋳型形状が複雑になるという問題もあった。
【００１２】
また、予圧縮孔を設けたルーツ式流体機械では、予圧縮孔を流れる空気および冷却水の中に含まれる粉流体等の不純物が予圧縮孔にごみとして付着し、次第に予圧縮孔を塞いでしまうため、定期的に予圧縮孔に付着したゴミの清掃を行う必要があった。そして、そのために、ルーツ式流体機械のケーシングおよびルーツ式流体機械に接続されている配管類を分解しなければならず、予圧縮孔の清掃作業に多くの時間と労力を費やさなければならないという問題もあった。
【００１３】
特許文献２に開示されているルーツ式ブロワにおいては、上記連通口が設けられた箇所およびその周囲部では、一方のロータの凹円弧部と他方のロータの凸円弧部との間に入り込んだ冷却水は、当該連通口へ逃げ込むものの、連通口から離れたロータの凹円弧部および凸円弧部に入り込んだ冷却水は連通口まで到達せず、ロータの凹円弧部と凸円弧部との間に閉じ込められて騒音を発生するおそれがある。
【００１４】
また、特許文献２に開示されているルーツ式ブロワでは、凹円弧部の連通口の加工とロータ表面の加工とを別工程ないしは別工具にて行う必要があることから、加工工数が増加するという問題もあった。
【００１５】
また、特許文献３に開示されているルーツ式真空ポンプでも、同様に、凹円弧部の溝の加工とロータ表面の加工とを別工程ないしは別工具にて行う必要があるため、加工工数が増加するという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、従来のものより低騒音化を実現したルーツ式流体機械を提供することを目的とする。また、冷却水の閉じ込み現象を防止する構造を有するロータの加工工数の削減を図ったルーツ式流体機械を提供することをも目的とする。さらに、予圧縮孔の清掃を簡単に行うことができるルーツ式流体機械を提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の課題を解決するための手段として、本発明のルーツ式流体機械は、以下のように構成されている。すなわち、本発明のルーツ式流体機械は、複数段のポンプ室が空気の吸入側配管と吐出側配管とで相互に直列的に連通され、空気を送給するための一対の３葉ロータが各ポンプ室にそれぞれ収納され、前記３葉ロータの隣り合う葉片間とケーシングの内壁面との間に囲まれる空気搬送空間が吐出口に達する直前に当該空気搬送空間と吐出側配管とを連通する複数の予圧縮孔が設けられ、前記吐出口に接近するにつれてロータ軸の軸芯方向に並ぶ前記予圧縮孔の孔数が増加するよう設けられたルーツ式流体機械において、前記３葉ロータの各凹円弧部に、ロータ軸の軸芯方向に延びた複数の断面小円弧状もしくは断面コ字状の溝が形成され、前記一対の３葉ロータは互いに上下に配置されており、前記複数の予圧縮孔の吐出側端に連通した洗浄水供給空間が各ポンプ室の吐出側に形成され、前記洗浄水供給空間の上方に当該洗浄水供給空間と外部とを連通する洗浄水供給用連通孔が形成され、前記洗浄水供給空間の下方に当該洗浄水供給空間と外部とを連通する第１洗浄水排水用連通孔が形成されたことを特徴としている。
ここで、小円弧とは、凹円弧部に対し、これより曲率が大きい（曲率半径が小さい）円弧のことを意味する。
【００１８】
かかるルーツ式流体機械によれば、吐出口に接近するにつれてロータ軸の軸芯方向に並ぶ予圧縮孔の孔数が増加しているので、空気搬送空間が吐出口に接近するにつれて、空気搬送空間と吐出側配管との連通面積が徐々に増加するため、吐出側配管から空気搬送空間へ緩やかに空気が流れ込み、予圧縮孔から空気搬送空間へ空気が流れ込む際に発生する騒音が抑制される。
【００２１】
かかるルーツ式流体機械によれば、凹円弧部と凸円弧部とが互いに噛み合いながら反対方向に回転駆動されているとき、一方のロータの凹円弧部と他方のロータの凸円弧部との間に入り込んだ冷却水は、断面小円弧状の溝もしくは断面コ字状の溝へ逃げ込むため、閉じ込み現象による騒音・振動の発生が抑制される。
【００２５】
また、本発明のルーツ式流体機械は、上記構成において、前記各ポンプ室の下方に各ポンプ室と外部とを連通する第２洗浄水排水用連通孔がそれぞれ形成されたことを特徴としている。
【００２６】
これらのルーツ式流体機械によれば、ルーツ式流体機械やルーツ式流体機械に接続されている配管類の分解作業を行うことなく、予圧縮孔の清掃を簡単に行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係るルーツ式流体機械によれば、上記従来のルーツ式流体機械よりさらに低騒音化を図ることができる。
【００２８】
また、本発明に係るルーツ式流体機械によれば、冷却水の閉じ込み現象を防止する構造を有するロータの加工工数ないし加工時間の削減が図られる。
【００２９】
また、本発明に係るルーツ式流体機械によれば、ルーツ式流体機械やルーツ式流体機械に接続されている配管類の分解作業を行うことなく、予圧縮孔の清掃を簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態に係るルーツ式流体機械ついて図面を参照して説明する。本実施の形態では、ルーツ式流体機械として、３葉ロータを有する２段ルーツ式ブロワ（以下単に「ブロワ」という。）を例に挙げて説明する。
【００３１】
図１は、ブロワ１をロータ軸２、３の軸芯を含む平面で切断した断面図であり、図２は、ブロワ１を、ロータ軸２、３の軸芯に直交する平面で切断した断面図であり、図２の括弧付符号は、括弧外符号が第１段ポンプ室４内のものに対応し、括弧内符号が第２ポンプ室５内のものに対応している。図３は、ブロワ１を吐出側から見た図である。図４は、図３において、後述する吐出レジューサＲ１、Ｒ２を取り外した状態を示した図である。
【００３２】
図１〜図３に示すように、ブロワ１は、第１段ポンプ室４および第２段ポンプ室５を備えるケーシングＸ、各ポンプ室４、５にそれぞれ収納された各一対の第１段ロータ６Ａ、６Ｂおよび第２段ロータ７Ａ、７Ｂ、ロータ軸受８、タイミングギヤ９、９、これらタイミングギヤ９、９を収容したギアケース１０などを備えている。
【００３３】
ケーシングＸは、ケーシング本体Ｘａと、該ケーシング本体Ｘａの両側にボルトにて固定された軸受けハウジングＸｂ、Ｘｂなどで構成され、ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂを回転自在に収納している。
【００３４】
ケーシング本体Ｘａの内壁面は、ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの回転領域（外径）に対応した空洞に形成されている。ケーシング本体Ｘａ内は、ケーシング本体Ｘａ内に一体的に形成されたロータ軸２、３に直交する隔壁Ｘｃによって、一対の第１段ロータ６Ａ、６Ｂを収納する第１段ポンプ室４と、一対の第２段ロータ７Ａ、７Ｂを収納する第２段ポンプ室５とに隔てられている。
【００３５】
第１段ポンプ室４には、第１段吸入口１４（図２参照）および第１段吐出口１５（図２参照）が、第２段ポンプ室５には、第２段吸入口１６および第２段吐出口１７が形成されている。
【００３６】
図４に示すように、第１段吐出口１５および第２段吐出口１７は、ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの回転方向に対して直交する方向を長手方向とした矩形状に形成されている。また、第１段吐出口１５と第２段吸入口１６とは後述する連通管４９（図１〜図４において不図示）を介して接続され、これにより、第１段ポンプ室４と第２段ポンプ室５とが直列的に連通されている。なお、ケーシング本体Ｘａの吐出口１５、１７側には、予圧縮室１８、１９が形成されている。
【００３７】
軸受けハウジングＸｂ、Ｘｂには、ロータ側から順にオイルシール１３、ロータ軸２の軸受８であるベアリングが嵌入されている。
【００３８】
ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂは、回転方向に１２０°の間隔をおいてロータ軸２、３から径方向に突出した３つの葉片６ａ、７ａなどで構成されている。各葉片６ａ、７ａは、慣性モーメントを低減させるために空洞化されている。
【００３９】
各一対のロータ６Ａ、６Ｂ、および７Ａ、７Ｂは、互いに上下に配置されており、上方に配置されているロータ６Ａ、７Ａのロータ軸２は、回転駆動力が入力される駆動軸となっており、下方に配置されているロータ６Ｂ、７Ｂのロータ軸３は、駆動軸であるロータ軸２から各ロータ軸２、３の一側部に固定されたタイミングギヤ９、９を介して回転駆動力される従動軸となっている。また、第１段ポンプ室４に収容されているロータ６Ａ、６Ｂは、第２ポンプ室５に収容されているロータ７Ａ、７Ｂより軸方向に幅広に形成されている。
【００４０】
図２に示すように、各ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの断面形状は、葉片６ａ、７ａの外径側を形成する凸円弧部Ａと、隣り合う凸円弧部Ａ、Ａ間に形成された凹円弧部Ｂとからなる。各凹円弧部Ｂにはロータ軸２、３の軸芯方向に延びた断面小円弧状の溝Ｂ１が複数（２本）形成されている。ここで、小円弧とは、凹円弧部Ｂに対し、これより曲率が大きい（曲率半径が小さい）円弧のことを意味する。
【００４１】
つぎに、ケーシング本体Ｘａに形成された予圧縮室１８、１９およびその周辺部について説明する。
【００４２】
図２に示すように、吐出口１５、１７の近くには、ケーシング本体Ｘａを貫通した複数の予圧縮孔２０が設けられている。複数の予圧縮孔２０は、ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの隣り合う葉片６ａ間又は葉片７ａ間とケーシング本体Ｘａ（ケーシングＸ）の内壁面との間に囲まれる空気搬送空間２１が吐出口１５、１７に達する直前に、空気搬送空間２１と吐出側配管（第１ポンプ室４の場合は、後述する連通管４９、第２ポンプ室５の場合は、後述する吐出側配管５０）との連通面積を徐々に増して、吐出側配管の空気が空気搬送空間２１へ徐々に流れ込むように配設されている。しかも、複数の予圧縮孔２０は、吐出口１５、１７に接近するにつれて、ロータ軸２、３の軸芯方向に並ぶ予圧縮孔２０の孔数（ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの回転方向に直交する方向に並ぶ予圧縮孔２０の孔数）が増加し、吐出口１５、１７に最も近いところで、ロータ軸２、３の軸芯方向に並ぶ予圧縮孔２０の孔数が最大となるように配設されている。
【００４３】
例えば、図４に示すように、複数の予圧縮孔２０が吐出口１５、１７に近い上下両側にそれぞれ形成され、複数の予圧縮孔２０が設けられている領域Ｃ、Ｄの輪郭形状が、吐出口１５、１７側を底辺とした略三角形もしくは吐出口１５、１７側を長い底辺とした略台形を形成している。
【００４４】
予圧縮室１８、１９は、ケーシング本体Ｘａの吐出側において、予圧縮孔２０を取り囲むように吐出側へ延出して形成された側壁部１８ａ、１９ａと、側壁部１８ａ、１９ａに囲まれる領域を覆うように側壁部１８ａ、１９ａにそれぞれボルト等にて固定された吐出レジューサＲ１、Ｒ２とに囲まれて形成されている。吐出レジューサＲ１、Ｒ２は、予圧縮孔２０、吐出口１５、１７から吐出される吐出空気を合流して後述する吐出側配管４９、５０へ送給する役割を果たす。
【００４５】
以上のように構成されたブロワ１は、駆動側ロータ軸２に外部から回転駆動力が与えられることにより、ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂが回転駆動され、第１ポンプ室４の第１段吸入口１４から空気が吸入され、第２ポンプ室５の吐出口１７から空気が吐出されるポンプ動作を行う。
【００４６】
ブロワ１は、例えば図５に示すような、汚泥吸引車３０に搭載されて使用される。この場合、駆動側ロータ軸２は、汚泥吸引車３０の図示しない動力取出し装置（ＰＴＯ）の駆動力によって回転駆動される。具体的には、駆動側ロータ軸２の一側部および汚泥吸引車３０の動力取出し装置（ＰＴＯ）に連動連結されたプロペラシャフト３１の後端部にそれぞれＶプーリ３２、３３（図５参照）が固設され、これらＶプーリ３２、３３にＶベルト３４が巻き掛けられて、ＰＴＯの回転駆動力がブロワ１の駆動側ロータ軸２に伝達される。ブロワ１の駆動側ロータ軸２が回転駆動されると、タイミングギヤ９、９を介してその回転駆動力が従動側ロータ軸３にも伝達され、各一対のロータ６Ａ、６Ｂおよびロータ７Ａ、７Ｂが互いに反対方向へ回転され、上記ポンプ動作が行われる。
【００４７】
汚泥吸引車３０は、その車台３５上に搭載しているレシーバタンク３７内の空気圧を減圧することにより、レシーバタンク３７に連結された吸引ホース３８を通じて外部から同タンク３７内に汚泥を吸引する。一方で、レシーバタンク３７内の空気圧を加圧し、レシーバタンク３７の後底部に設けられているバルブ３９を開放することにより、レシーバタンク３７内に蓄積している汚泥を外部（例えば汚泥処理場など）へ排出する。
【００４８】
レシーバタンク３７内の空気圧を加減圧するために、上記汚泥吸引車３０には、図６の配管図に示すような、ブロワ１を含む汚泥吸引装置４０を搭載している。レシーバタンク３７には、レシーバタンク３７内の空気を加減圧するために空気を送給又は吸引するためのタンク加減圧配管４１が接続されている。タンク加減圧配管４１は、途中位置で吸引配管４２と加圧配管４３とに分岐している。なお、吸引配管４２の途中位置には、管路を開閉するバルブＶ１が介設され、加圧配管４３の途中位置には、同じく管路を開閉するバルブＶ２が介設されている。
【００４９】
吸引配管４２は、下流端において、第１サイクロン集塵機４４の吸入口４５に接続されている。第１サイクロン集塵機４４の排出口４６は、配管４７を介してブロワ１の第１段吸入口１４に接続されている。ブロワ１の第１段吐出口１５は、連通管４９を介してブロワ１の第２段吸入口１６に接続されている。ブロワ１の第２段吐出口１７は、吐出側配管５０を介してサイレンサ５１のインポート５１ａに接続されている。なお、連通管４９と配管５０とは、配管５０から連通管４９への流れを規制する逆止弁Ｓを介して連通されている。
【００５０】
サイレンサ５１の第１アウトポート５１ｂに加圧配管４３の下流端が接続されている。サイレンサ５１の第２アウトポート５１ｃは、配管５３を介して第２サイクロン集塵機５４の吸入口５５に接続されている。なお、配管５３の途中位置には、管路を開閉するバルブＶ３が介設されている。サイレンサ５１の第３アウトポート５１ｄは、連絡配管５７を介して配管５３に接続されており、連絡配管５７の途中位置にはサイレンサ５１を異常圧力から保護するためのリリーフ弁５８が介設されている。
【００５１】
第２サイクロン集塵機５４の大気バイパスポート５９は、配管６１を介して配管４７の途中位置に接続されている。なお、配管６１の途中位置には、管路を開閉するバルブＶ４が介設されている。
【００５２】
上記第１サイクロン集塵機４４と第２サイクロン集塵機５４とは、１つのタンク６０に一体的に搭載されており、タンク６０内の隔壁６０ａによって、第１サイクロン集塵機４４および第２サイクロン集塵機５４が収集したゴミ、水滴等は分別された状態でタンク６０内に蓄積される。
【００５３】
ブロワ１へは、ブロワ１の吸入空気に混入される冷却水の供給配管６２（以下「冷却水供給配管６２」という。）の下流端が接続されている。冷却水供給配管６２の上流端は、水タンク６３に接続されており、この水タンク６３から冷却水供給配管６２を介してブロワ１へ冷却水が供給される。なお、水タンク６３は、ブロワ１より高所に設置されており、水頭差およびベンチュリー効果によって冷却水がブロワ１の吸入空気に供給される。
【００５４】
なお、後に詳述するブロワ１の洗浄水供給用連通孔６４とタンク６０とは、途中位置に管路を開閉するバルブＶ５が介設された、供給配管６５によって連通されている。
【００５５】
上記配管構成において、レシーバタンク３７を減圧する場合について説明する。この場合、バルブＶ１およびバルブＶ３が開放され、バルブＶ２およびバルブＶ４が閉鎖される。なお、バルブＶ５は後述する予圧縮孔２０の洗浄時を除き、常時閉鎖されている。
【００５６】
上記バルブ操作後、汚泥吸引車３０のエンジンの回転駆動力によりブロワ１が回転駆動されて、ブロワ１の第１段吸入口１４から空気が吸入され、第２段吐出口１７から空気が吐出される。すると、図６の配管に沿った実線矢印で示されるように、レシーバタンク３７内の空気は、タンク加減圧配管４１、吸引配管４２を通じて第１サイクロン集塵機４４に吸入される。
【００５７】
第１サイクロン集塵機４４は、円筒状の円筒室と、該円筒室の下方に連続した略円錐形状の円錐室とからなる処理チャンバ４４ａを備えている。第１サイクロン集塵機４４に粉塵等を含む空気が吸入されると、処理チャンバ４４ａの内壁面に沿って螺旋気流が発生し、大部分の粉塵等は円錐室の下端開口から下方へ落下してタンク６０内に回収される。
【００５８】
一方、粉塵等が分離された空気は、螺旋気流の中心を上昇して処理チャンバ４４ａ内の上側に設けられた排出管４４ｂから第１サイクロン集塵機４４の上方へ排出される。なお、既述したようにタンク６０内は隔壁６０ａによって２室に隔てられており、一方の室に第１サイクロン集塵機４４が、他方の室に第２サイクロン集塵機５４が配置され、各サイクロン集塵機４４、５４により回収された粉塵、冷却水等は分別された状態でタンク６０内に蓄積されるようになっている。
【００５９】
第１サイクロン集塵機４４から上方へ排出された空気は配管４７を通じて、ブロワ１の第１段吸入口１４へ吸入され、第１段吐出口１５から吐出される。第１段吐出口１５から吐出された空気は、連通管４９を通じて、さらにブロワ１の第２段吸入口１６へ吸入され、第２段吐出口１７から吐出される。このとき、ブロワ１の第１ポンプ室４および第２ポンプ室５には、水タンク６３から冷却水供給配管６２を通じて冷却水が供給され、吸入空気中に混入される。第２段吐出口１７から吐出された冷却水を含んだ空気は、配管５０、サイレンサ５１、配管５３を通じて第２サイクロン集塵機５４に吸入される。
【００６０】
第２サイクロン集塵機５４も、円筒状の円筒室と、円筒室の下方に連続した略円錐形状の円錐室とからなる処理チャンバ５４ａを備えている。第２サイクロン集塵機５４に粉塵、冷却水等を含む空気が吸入されると、処理チャンバ５４ａの内壁面に沿って螺旋気流が発生し、大部分の粉塵、冷却水等は円錐室の下端開口から下方へ落下し、タンク６０内に回収される。
【００６１】
一方、第２サイクロン集塵機５４において粉塵等が分離された空気は螺旋気流の中心を上昇して処理チャンバ５４ａ内の上側に設けられた排出筒５４ｂから大気へ排出される。
【００６２】
つぎに、上記配管構成において、レシーバタンク３７を加圧する場合について説明する。この場合、バルブＶ１およびバルブＶ３が閉鎖され、バルブＶ２およびバルブＶ４が開放される。なお、バルブＶ５は後述する予圧縮孔２０の洗浄時を除き、常時閉鎖されている。
【００６３】
上記バルブ操作後、汚泥吸引車３０のエンジンの回転駆動力によりブロワ１が回転駆動されて、ブロワ１の第１段吸入口１４から空気が吸入され、第２段吐出口１７から空気が吐出される。すると、図６の破線矢印で示されるように、第２サイクロン集塵機５４の排気筒５４ｂから大気が吸入され、大気バイパスポート５９、配管６１、配管４７を通じて、空気がブロワ１の第１段吸入口１４へ吸入され、第２段吐出口１７から空気が吐出される。第２段吐出口１７から吐出された空気は、配管５０、サイレンサ５１、加圧配管４３、タンク加減圧配管４１を通じてレシーバタンク３７内に供給され、レシーバタンク３７内の空気が加圧される。
【００６４】
つぎに、ブロワ１の回転駆動時の騒音について説明する。まず、予圧縮孔２０による低騒音化について説明する。
【００６５】
既述したように、ブロワ１のポンプ室４、５に冷却水が供給されつつ、ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂが回転駆動されると、ロータ６Ａとロータ６Ｂ、ロータ７Ａとロータ７Ｂは互いに逆方向に回転し、各ロータの隣り合う葉片６ａ、７ａとポンプ室４、５の内壁面との間に囲まれる空気搬送空間２１によって、吸入口１４、１６側の空気が吐出口１５、１７側へ搬送される。
【００６６】
空気搬送空間２１が吐出口１５、１７に達する直前に、まず、１又は２個の予圧縮孔２０によって、当該空気搬送空間２１と吐出側配管４９、５０とが連通される。このとき、空気搬送空間２１と吐出側配管４９、５０との圧力差が大きくても、連通面積が小さいので、空気搬送空間２１内への空気の流入は緩やかに行われ、このとき発生する音も小さく抑えられる。
【００６７】
ロータ軸２、３の軸芯方向に並ぶ予圧縮孔２０の孔数は、吐出口１５、１７に接近するにつれて増加していることから、ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの回転がその後更に進行するに従って徐々に上記連通面積が緩やかに拡大し、かかる連通面積の緩やかな拡大に伴って、空気搬送空間２１内への空気の流入も緩やかに行われる。この結果、予圧縮孔２０を通じて空気搬送空間２１内へ空気が流れ込む際に発生する音も小さく抑えられる。勿論、空気搬送空間２１が吐出口１５、１７に達するころには、空気搬送空間２１と吐出側配管４９、５０との差圧が僅かになり、空気搬送空間２１が吐出口１５、１７に達する際に発生する音の大きさも十分に抑制される。
【００６８】
つぎにロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの形状に基づく低騒音化について説明する。
【００６９】
既述したように、ロータの各凹円弧部Ｂにロータ軸２、３の軸芯方向に延びた断面小円弧状の溝Ｂ１が複数形成されている。このため、凹円弧部Ｂと凸円弧部Ａとが互いに噛み合いながら反対方向に各一対のロータが回転駆動されているとき、一方のロータの凹円弧部Ｂと他方のロータの凸円弧部Ａとの間に入り込んだ冷却水は断面小円弧状の溝Ｂ１へ逃げ込む。この結果、閉じ込み現象による騒音・振動の発生が抑制される。また、溝Ｂ１はロータの幅全体に亘って形成されているので、上記冷却水の逃げ込む場所を確実に確保することができる。
【００７０】
ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂは、上記低騒音化効果を奏するのみならず、製造工程においても従来製品と比較した利点を備えている。すなわち、一般的にルーツ式流体機械のロータは、マシニングセンタによる切削加工により製造されるが、上記ロータの凹円弧部Ｂに形成される溝Ｂ１は、ロータ軸２、３の軸芯方向に延びた断面小円弧状であるため、マシニングセンタの切削工具として前記小円弧状に対応したボールエンドミルを使用すれば、短時間で簡単に加工することができる。つまり、ボールエンドミルを僅かに（例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度）ロータ軸２、３側に寄せて、ロータ軸２、３の軸芯方向に当該ボールエンドミルを移動させるだけで、溝Ｂ１の加工を行うことができる。
【００７１】
なお、溝Ｂ１は各凹円弧部Ｂに複数箇所形成されているので、冷却水の逃げ場所を広く確保することができ、各凹円弧部Ｂに単数の溝を設ける場合に比べて格段に騒音・振動を抑えることができる。
【００７２】
つぎに、予圧縮孔２０に付着するゴミの清掃手順について説明する。本発明の実施の形態に係るブロワ１は、配管とケーシングの分解作業を必要とせずに、予圧縮孔２０の洗浄を簡易に行えるよう、以下に説明するような構成を備えている。
【００７３】
ブロワ１の一対のロータ６Ａ、６Ｂおよびロータ７Ａ、７Ｂは、図７に示すように、互いに上下に配置されており、予圧縮孔２０の吐出側端には、洗浄水供給空間としての予圧縮室１８、１９が各ポンプ室４、５の吐出側にそれぞれ形成されている。
【００７４】
予圧縮室１８、１９は、それぞれ各ポンプ室４、５に形成された予圧縮孔２０の吐出側端に連通している。また、予圧縮室１８、１９の上方には、予圧縮室１８、１９と外部とを連通する洗浄水供給用連通孔６４、６４、６４がそれぞれ形成されている。また、予圧縮室１８、１９の下方には、予圧縮室１８、１９と外部とを連通する第１洗浄水排水用連通孔６６、６６が形成されており、この第１洗浄水排水用連通孔６６にねじ込まれているドレンプラグ６７を取り外すと予圧縮室１８、１９と外部とが連通される。さらに、各ポンプ室４、５の底部にも、各ポンプ室４、５と外部とをそれぞれ連通する第２洗浄水排水用連通孔６８、６８が形成されている。
【００７５】
洗浄水供給用連通孔６４は、供給配管６５を介してタンク６０と連通されており、供給配管６５の途中位置に介設されたバルブＶ５が開放されることにより、タンク６０内の水が水頭差により予圧縮室１８、１９内に供給されるようになっている。
【００７６】
なお、洗浄水の供給源は、タンク６０に限定されず、供給配管６５の上流端部を水タンク６３に接続して水タンク６３を洗浄水の供給源としてもよいし、その他の貯水源を供給源としてもよい。
【００７７】
第２洗浄水排水用連通孔６８には、排水案内配管６９の上流端が接続されており、その下流端に開閉弁７０が設けられている。
【００７８】
上記構成を備えるブロワ１において、予圧縮孔２０を洗浄する場合は、エンジンの回転駆動力によるブロワ１の回転駆動を停止した上で、図７に示すように、ドレンプラグ６７が取り外され、バルブＶ５および開閉弁７０が開放される。すると、タンク６０内の水が水頭差により洗浄水供給用連通孔６４から予圧縮室１８、１９および空気搬送空間２１内へ供給される。同時に、ロータ軸２、３に固定されているプーリ３３が作業者の手によって正逆方向に回転されることでロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂが正逆方向に回転され、予圧縮室１８、１９と空気搬送空間２１との間を予圧縮孔２０を通じて洗浄水が往来し、予圧縮孔２０に付着したゴミが洗い流される。
【００７９】
予圧縮孔２０に付着したゴミを洗い流した洗浄水は、第１洗浄水排水用連通孔６６から、あるいは第２洗浄水排水用連通孔６８を通じて排水案内配管６９から外部へ排出される。
【００８０】
予圧縮孔２０の清掃が完了した後は、バルブＶ５、開閉弁７０が閉鎖され、第１洗浄水排水用連通孔６６にドレンプラグ６７が取り付けられて、洗浄水の出入口が封鎖される。
【００８１】
以下、上記ロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂの変形例について説明する。
【００８２】
図８に変形例に係るロータを備えたブロワ１Ａを示す。変形例に係るロータ６Ａ’、６Ｂ’、７Ａ’、７Ｂ’は、各凹円弧部Ｂにロータ軸２、３の軸芯方向に延びた断面小円弧状の溝Ｂ１を形成する代わりに、各凹円弧部Ｂにロータ軸２、３の軸芯方向に延びた断面コ字状の溝Ｂ２を形成している点で既述したブロワ１のロータ６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂと相違している。断面コ字状の溝Ｂ２以外の構成は、ブロワ１と同じであり、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
変形例に係るロータ６Ａ’、６Ｂ’、７Ａ’、７Ｂ’を備えるブロワ１Ａでも、凹円弧部Ｂと凸円弧部Ａとが互いに噛み合いながら反対方向に回転駆動されているとき、一方のロータの凹円弧部Ｂと他方のロータの凸円弧部Ａとの間に入り込んだ冷却水は断面コ字状の溝Ｂ２へ逃げ込むため、閉じ込み現象による騒音・振動の発生が抑制される。また、溝Ｂ２はロータの幅全体に亘って形成されているので、上記冷却水の逃げ込む場所を確実に確保することができる。
【００８４】
ロータ６Ａ’、６Ｂ’、７Ａ’、７Ｂ’は、上記低騒音化効果を奏するのみならず、製造工程においても従来製品と比較した利点を備えている。すなわち、一般的にルーツ式流体機械のロータは、マシニングセンタによる切削加工により製造されるが、上記ロータ６Ａ’、６Ｂ’、７Ａ’、７Ｂ’の凹円弧部Ｂに形成される溝Ｂ２は、ロータ軸２、３の軸芯方向に延びた断面コ字状であるため、マシニングセンタの切削工具としてエンドミル使用し、このエンドミルを僅かに（例えば０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度）ロータ軸２、３側に寄せて、ロータ軸２、３の軸芯方向に当該エンドミルを移動させるだけで、溝Ｂ２の加工を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、ルーツ式ブロワ、ルーツ式真空ポンプなどのルーツ式流体機械に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】ブロワの断面図であって、ブロワをロータ軸の軸芯を含む平面で切断した断面図である。
【図２】ブロワの断面図であって、ブロワをロータ軸の軸芯に直交する平面で切断した断面図である。
【図３】ブロワを吐出側から見た図である。
【図４】吐出レジューサを取り外した状態のブロワを吐出側から見た図である。
【図５】ブロワを搭載した汚泥吸引車の左側面図である。
【図６】ブロワを搭載した汚泥吸引車の配管図である。
【図７】ブロワをロータ軸の軸芯に直交する平面で切断した断面図であって、予圧縮孔の洗浄手順を説明するための図である。
【図８】変形例に係るロータを備えるブロワの断面図であって、当該ブロワをロータ軸の軸芯に直交する平面で切断した断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
Ａ  凸円弧部
Ｂ  凹円弧部
Ｂ１  断面小円弧状の溝
Ｂ２  断面コ字状の溝
Ｘ  ケーシング
１  ブロワ（ルーツ式流体機械）
２、３  ロータ軸
４、５  ポンプ室
６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ  ロータ
６ａ、７ａ  葉片
１５、１７  吐出口
１８、１９  予圧縮室（洗浄水供給空間）
２０  予圧縮孔
２１  空気搬送空間
６４  洗浄水供給用連通孔
６６  第１洗浄水排水用連通孔
６８  第２洗浄水排水用連通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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