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1、(10)申请公布号 CN 103842657 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103842657 A (21)申请号 201280047482.5 (22)申请日 2012.07.09 2011-216393 2011.09.30 JP F04C 18/18(2006.01) F04C 25/02(2006.01) F04C 29/00(2006.01) (71)申请人 阿耐思特岩田株式会社 地址 日本神奈川县 (72)发明人 谷川志郎 各务贵洋 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 张斯盾 (54) 发明名称 爪式泵 (57) 。
2、摘要 在泵室 （12）的内部， 在旋转轴 （18a） 、（18b） 上安装具有爪部 （22a） 、（22b）的阳转子 （20）和 形成有由该爪部侵入的凹部 （26a） 、（26b） 的阴转 子 （24） 。相对于包括旋转轴 （18a） 、（18b） 的平面 （L） ， 在阴转子 （24） 的旋转方向上游侧雕刻设置 凹陷 （32a） 、（32b） 。凹陷 （32a） 、（32b） 将配置位 置以及大小、 形状选定为从压缩囊 （P） 中止与排 出口 （30） 的连通， 并从排出口 （30） 分离了时到压 缩囊 （P） 渐渐缩小而消失时为止， 经该凹陷使压 缩囊 （P） 和排出口 （30） 连通， 。
3、且在压缩囊 （P） 消失 的同时， 中止与排出口 （30） 的连通。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.03.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/067466 2012.07.09 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/046852 JA 2013.04.04 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103842657 A CN 103842657 A 1/1 页 2 。
4、1. 一种爪式泵， 其特征在于， 具备相互平行， 且在相反方向旋转的一对旋转轴、 被固定 在该一对旋转轴， 且在一方设置了在半径方向突出的爪部的第 1 转子、 具有该爪部侵入的 凹部的第 2 转子、 收容这些一对转子的泵室、 以包括前述一对旋转轴的轴线的平面为界， 被 形成在一方侧的泵室的吸入口、 被形成在另一方侧的泵室的排出口， 构成为在与前述平面相比的第 2 转子的旋转方向上游侧， 设置当形成在第 1 转子的爪 部和第 2 转子的凹部之间的压缩囊从前述排出口分离了时， 与该压缩囊连通的释放空间， 将该压缩囊内的残存压缩气体向该释放空间释放。 2.如权利要求1所述的爪式泵， 其特征在于， 前。
5、述释放空间由设置在与前述第1转子的 爪部面对面的前述第 2 转子的凹部的相向面上的凹陷形成。 3. 如权利要求 2 所述的爪式泵， 其特征在于， 前述凹陷一直被延伸设置到面向前述排 出口的第 2 转子的表面， 被配置成， 在前述压缩囊从排出口分离了时， 经该凹陷使该压缩囊 和排出口连通， 直到压缩囊消失为止， 使排出口和压缩囊连通。 4. 如权利要求 3 所述的爪式泵， 其特征在于， 前述凹陷被配置成在前述压缩囊消失的 同时， 从前述排出口分离。 5. 如权利要求 1 所述的爪式泵， 其特征在于， 前述释放空间由被设置在侧壁的内面上 的凹陷形成， 所述侧壁构成前述泵室。 6. 如权利要求 5 。
6、所述的爪式泵， 其特征在于， 前述凹陷相对于前述排出口被设置在第 2 转子的旋转方向下游侧， 被配置成从前述压缩囊与排出口分离了时直到压缩囊消失时为 止， 与压缩囊连通。 7. 如权利要求 6 所述的爪式泵， 其特征在于， 前述凹陷被配置成在前述压缩囊消失的 同时， 由前述第 2 转子关闭。 权 利 要 求 书 CN 103842657 A 2 1/5 页 3 爪式泵 技术领域 0001 本发明涉及包括具有钩状的爪部的 2 个转子的爪式泵， 详细地说， 涉及消除因在 压缩工序的最后形成的过压缩囊造成的动力损失、 脉动的爪式泵。 背景技术 0002 爪式泵中， 两个爪型转子在形成泵室的壳体内维持。
7、着确保非常窄的余隙非接触地 在相反方向旋转。由两个爪型转子形成压缩囊， 将在该压缩囊压缩的压缩气体从排出口排 出。通过不使用润滑油、 密封液而连续地进行吸引、 压缩以及排气， 产生真空状态或者加压 空气。这样， 因为没有使用润滑油等液体， 所以， 可进行清洁的排气、 排出。另外， 因为能够 实现比没有压缩工序的罗茨泵高的压缩比， 且为非接触旋转， 所以， 具有通过控制转速， 能 够轻易地实现具有节能效果的与需要相应的排气等长处。 0003 专利文献 1 公开了相关的爪式泵的结构。另外， 本发明者等先提出了能够使用爪 式泵来抑制脉动、 动力变动的多级真空泵 （专利文献 2） 。 0004 图 8。
8、 说明了以往的真空用爪式泵的结构。图 8 中， 爪式泵 100 的泵室 102 由内面 呈使 2 个圆的一部分重合的截面形状的外周壁 104 和相对于外周壁 104 并联地配置成 2 列 的前后侧壁 106 构成。另外， 前方侧壁的图示被省略。在泵室 102 以相互平行的状态贯通 配置了 2 根旋转轴 108a 以及 108b。在旋转轴 108a 安装具备在半径方向突出的 2 个爪部 112a 以及 112b 的阳转子 110。另一方面， 在旋转轴 108b 安装具有由爪部 112a、 112b 侵入 的凹部 116a 以及 116b 的阴转子 114。 0005 相对于包括旋转轴 108a 。
9、以及 108b 的轴线的平面 L， 在一方侧设置吸入口 118， 在 另一方侧设置排出口 120。在一对转子之间以及转子和泵室 102 的壁面之间设置微小的余 隙。若该余隙过大， 则引起泵室的倒流， 效率低下。在与平面 L 相比的排出口侧形成由一对 转子 110、 114 以及外周壁 104、 侧壁 106 包围的压缩囊 P。随着阳阴转子 110、 114 在箭头方 向旋转， 压缩囊 P 的容积减少， 压缩囊 P 的气体被逐渐压缩。在图 8 （B） 的时点， 排出口 120 与压缩囊 P 连通， 压缩囊 P 的气体被排出到排出口 120。 0006 在图 8（C） 的时点， 通过阳阴转子 11。
10、0、 114 的旋转， 排出口 120 的开口面积被缩 小， 压缩囊 P 也缩小。在图 8（D） 的时点， 表示相对于排出口 120 被关闭的状态， 存在压缩 囊 P， 在压缩囊 P 压缩被继续的状态。在压缩工序的最后， 由于压缩囊 P 的容积为零， 所以， 在计算上， 容积比 （压缩比） 为无限大。 0007 在先技术文献 0008 专利文献 0009 专利文献 1 ： 日本特开 2011 038476 号公报 0010 专利文献 2 ： 日本特开 2011 132869 号公报 0011 排出口 120 的前端 120a 在加工上存在不得不成为 R 形状等的制约。为此， 如图 8 （D） 。
11、以及 （E） 所示， 由于阴转子 114 的旋转， 即使排出口 120 关闭后， 到压缩囊 P 残存， 压缩 囊 P 的容积为零为止， 在压缩囊 P 也进行气体的压缩。为此， 产生压缩囊 P 的压力暂时地突 说 明 书 CN 103842657 A 3 2/5 页 4 然上升的过压缩状态。 在该状态下， 失去了去处的压缩气体从转子之间、 转子和泵室之间的 微小缝隙向其它的空隙囊逃逸。 0012 若压缩囊 P 过压缩， 则存在引起脉动， 成为噪音、 振动的原因， 或产生与转子的旋 转方向为反方向的反作用力， 成为动力损失这样的问题。另外， 因过压缩而产生高的压缩 热。据此， 引起转子的热膨胀， 。
12、在转子之间或者转子和泵室之间微小的余隙消失， 产生在滑 动部引起磨损等问题。再有， 在为真空泵的情况下， 如在压缩囊 P 失去去处的气体大量地流 入吸入口侧， 则还产生极限压力变差这样的问题。 0013 本发明鉴于相关的以往技术的课题， 其目的是以低成本的手段消除压缩囊的过压 缩的产生， 克服前述问题点。 发明内容 0014 为了解决相关的课题， 本发明的爪式泵在与包括一对旋转轴的轴线的平面相比的 第2转子的旋转方向上游侧形成释放空间。 即、 将释放空间设置在当形成在第1转子的爪部 和第 2 转子的凹部之间的压缩囊从排出口分离时， 与该压缩囊连通的位置。据此， 因为即使 从排出口分离了的压缩囊。
13、的容积减少， 产生过压缩， 压缩囊的气体也能够向释放空间逃逸， 所以， 能够缓和过压缩。 另外， 通过将释放空间设置在与包括一对旋转轴的轴线的平面相比 的第 2 转子的旋转方向上游侧， 能够抑制压缩囊的压缩气体从第 1 转子和第 2 转子之间的 微小余隙向吸入口侧的囊逃逸。 0015 为此， 能够抑制以过压缩为起因的脉动以及以该脉动为起因的振动、 噪音， 且不会 产生与转子的旋转方向为反方向的反作用力， 能够抑制动力损失。 另外， 因为能够抑制因过 压缩而产生的高的压缩热， 所以， 能够防止因转子的热膨胀造成的滑动部位的磨损的产生。 再有， 在为真空泵的情况下， 因为没有在压缩囊失去去处的气体。
14、大量流入吸入口侧的情况， 所以， 不会导致极限压力的恶化。 0016 在本发明装置中， 也可以是释放空间由设置在与第 1 转子的爪部面对面的第 2 转 子的凹部的相向面上的凹陷形成。 据此， 能够通过简单的加工形成释放空间。 该凹陷被形成 在凹部的相向面的板厚方向的一部分或者全部区域。该凹陷的形状例如可以是圆弧形状、 方形状或者其它的形状， 没有必要限定为特定的形状。 0017 前述凹陷可以一直被延伸设置到面向排出口的第 2 转子的表面， 配置位置或者大 小、 形状被选定成， 在压缩囊从排出口分离了时， 经该凹陷使压缩囊和排出口连通， 直到压 缩囊消失为止， 使排出口和压缩囊连通。通过将该凹陷。
15、一直延伸设置到面向排出口的第 2 转子的表面， 可进行凹陷和排出口的连通。据此， 即使在压缩囊从排出口分离后， 在压缩囊 内产生过压缩， 也能够将压缩囊内的气体经凹陷向排出口释放。 0018 在前述结构的基础上， 若前述凹陷被配置成在压缩囊消失的同时， 从排出口分离， 则能够在压缩囊消失后， 防止排出气体从排出口向凹陷的倒流。 因为压缩泵与真空泵相比， 吸入侧和排出侧的压力差大， 所以， 因倒流造成的极限压力的恶化的程度大。 通过消除排出 气体从排出口经由凹陷向其它的空隙囊的倒流， 能够防止这种情况。即使在为真空泵的情 况下， 因为倒流的排出气体流入下个压缩囊， 所以效率变差。 为此， 通过消。
16、除倒流， 能够防止 泵效率的低下。 0019 另外， 也可以是释放空间由被设置在侧壁的内面上的凹陷形成， 所述侧壁构成泵 说 明 书 CN 103842657 A 4 3/5 页 5 室。据此， 能够通过简单的加工形成释放空间。该凹陷的截面形状例如可以是圆弧形状、 方 形状或者其它的形状， 没有必要限定为特定的形状。 0020 也可以是该凹陷相对于排出口被设置在第 2 转子的旋转方向下游侧， 配置位置、 大小、 形状等被选定成， 在压缩囊从排出口分离了时直到压缩囊消失时为止， 与压缩囊连 通。 据此， 在压缩囊从排出口分离了时直到压缩囊消失时为止的期间， 能够将压缩囊的气体 向凹陷释放， 能够。
17、缓和压缩囊的过压缩。 0021 在前述结构的基础上， 也可以是前述凹陷被配置成在压缩囊消失的同时， 由第 2 转子关闭。据此， 能够抑制排出空气从排出口经凹陷向其它的压缩囊倒流的情况。 0022 发明效果 0023 因为本发明的爪式泵在与包括旋转轴的轴线的平面相比的第 2 转子的旋转方向 上游侧， 设置当形成在第 1 转子和第 2 转子之间的压缩囊与排出口分离了时与压缩囊连通 的释放空间， 所以， 能够通过简易且低成本的加工， 抑制在从排出口分离的压缩囊引起过压 缩的情况。为此， 能够抑制以过压缩为起因的振动、 噪音以及动力损失等， 且能够抑制极限 压力的恶化。 附图说明 0024 图 1 是。
18、有关本发明装置的第 1 实施方式的爪式泵的正视剖视图。 0025 图 2 是有关第 1 实施方式的爪式泵的阴转子的正视图。 0026 图 3（A） 是图 1 中的 B 部放大图，（B） 是压缩囊消失后的 B 部放大图。 0027 图 4 是表示第 1 实施方式的阴转子的变形例的正视图。 0028 图 5 是有关本发明装置的第 2 实施方式的爪式泵的正视剖视图。 0029 图 6 是有关第 2 实施方式的爪式泵的泵室的立体图。 0030 图 7（A） 是图 1 中的 C 部放大图，（B） 是压缩囊消失后的 C 部放大图。 0031 图 8 是以往的爪式泵的正视图，（A） （D） 是时间序列性地表。
19、示转子的旋转，（E） 是 （D） 的 A 部放大图。 具体实施方式 0032 下面， 使用图中所示的实施方式详细地说明本发明。 但是， 该实施方式记载的构成 零件的尺寸、 材质、 形状、 其相对配置等在没有特别地特定的记载的情况下， 并不是将该发 明的范围仅限定于此的意思。 0033 （实施方式 1） 0034 通过图1图3， 说明将本发明的爪式泵应用于无油型真空泵的第1实施方式。 图 1 中， 本实施方式的爪式泵 10A 的泵室 12 由内面具有使 2 个圆的一部分重合的截面形状的 外周壁 14 和相对于外周壁 14 并联地配置成 2 列的前后侧壁 16（前方侧侧壁被省略。) 构 成。在被贯。
20、穿设置在前后侧壁 16 上的孔以相互平行的状态贯通配置 2 根旋转轴 18a 以及 18b。在旋转轴 18a 固定具备在半径方向突出的 2 个爪部 22a 以及 22b 的阳转子 20， 在旋转 轴 18b 固定具有由爪部 22a、 22b 侵入的凹部 26a 以及 26b 的阴转子 24。 0035 以包括旋转轴 18a 以及 18b 的轴线的水平方向的平面 L 为界， 在一方侧设置吸入 口 28， 在另一方侧设置排出口 30。在排出口侧形成由阳转子 20 的爪部 22a、 22b 和阴转子 说 明 书 CN 103842657 A 5 4/5 页 6 24 的凹部 26a、 26b 的相向。
21、面以及外周壁 14、 侧壁 16 包围的压缩囊 P。随着阳阴转子 20、 24 在箭头方向旋转， 压缩囊 P 的容积减少， 压缩囊 P 内的气体逐渐被压缩。而且， 排出口 30 开 放， 压缩囊 P 的气体向排出口 30 被排出。 0036 图 2 是表示本实施方式的阴转子 24 的结构。阴转子 24 具有由阳转子 20 的爪部 22a 侵入的凹部 26a 和由阳转子 20 的爪部 22b 侵入的凹部 26b。另外， 在凹部 26a 的与爪 部22a面对面的相向面雕刻设置凹陷32a， 在凹部26b的与爪部22b面对面的相向面雕刻设 置凹陷 32b。凹陷 32a 以及 32b 相对于包括旋转轴 。
22、18a 以及 18b 的轴线的平面 L， 被设置在 阴转子 24 的旋转方向 a 的上游侧。凹陷 32a、 32b 呈圆弧形状， 且遍及阴转子 24 的板厚方 向全部区域被形成。通过做成圆弧形状， 使用了切削钻的凹陷的加工变得容易。 0037 凹陷 32a 以及 32b 的配置位置以及大小、 形状被选定成， 在压缩工序的最终阶段， 从压缩囊 P 中止与排出口 30 的连通， 并从排出口 30 分离了时到压缩囊 P 渐渐缩小而消失 时为止， 使压缩囊 P 和排出口 30 连通。进而， 配置位置以及大小、 形状被选定成在压缩囊 P 消失的同时， 中止与排出口 30 的连通， 并与排出口 30 分离。
23、。 0038 图 1 以及图 3（A） 是在转子的动作时刻上， 与图 8 的 （D） 以及 （E） 相当的图， 表示 压缩囊 P 的压缩工序的最终阶段。在压缩工序的最终阶段， 缩小了的压缩囊 P 与排出口 30 分离， 但是， 在本实施方式中， 由于设置了凹陷 32b， 所以， 在压缩囊 P 残存的期间， 压缩囊 P 通过凹陷 32b 与排出口 30 连通。为此， 压缩囊 P 的气体能够随着压缩囊 P 的容积减少， 而 通过凹陷 32b 向排出口 30 逃逸。因此， 不存在压缩囊 P 过压缩的情况。 0039 图 3（B） 是表示紧接图 3（A） 所示的状态后， 压缩囊 P 消失的瞬间。在压缩。
24、囊 P 消失的同时， 凹陷 32b 和排出口 30 分离。凹陷 32a 中， 配置位置以及大小、 形状也被选定为 具有与凹陷 32b 相同的功能。 0040 根据本实施方式， 因为通过设置凹陷 32a 以及 32b， 在压缩工序的最终阶段， 在压 缩囊 P 残存在阳转子 20 的爪部 22a、 22b 和阴转子 24 的凹部 26a、 26b 的相互面对面的相向 面的期间， 压缩囊 P 经凹陷 32a、 32b 与排出口 30 连通， 所以， 不存在压缩囊 P 过压缩的情 况。 为此， 能够抑制以过压缩为起因的脉动的产生以及以脉动的产生为起因的振动、 噪音的 产生。另外， 能够抑制由因过压缩而。
25、产生的反作用力造成的动力损失。 0041 另外， 因为凹陷 32a、 32b 被配置在与平面 L 相比的阴转子 24 的旋转方向上游侧， 所以， 能够抑制在压缩囊 P 过压缩的气体流入吸入口 18 侧的囊。为此， 能够抑制极限压力 的恶化。另外， 能够抑制由因过压缩而产生的压缩热造成的转子的热膨胀， 据此， 能够防止 转子的滑动部的磨损。 0042 再有， 因为在压缩囊 P 消失的同时， 凹陷 32a、 32b 和排出口 30 分离， 所以， 不存在 排出气体从排出口 30 倒流并流入下一个压缩囊的情况。为此， 能够防止作为真空泵的泵效 率的低下。 0043 图 4 是设置在阴转子 24 上的。
26、凹陷的变形例。在该变形例中， 雕刻设置了四边形状 的凹陷 34a 以及 34b。凹陷 34a、 34b 的配置位置与第 1 实施方式的凹陷 32a、 32b 相同。在 该变形例中， 也能够得到与第 1 实施方式相同的作用效果。 0044 （实施方式 2） 0045 接着， 通过图 5 图 7， 说明本发明装置的第 2 实施方式。本实施方式与第 1 实施 方式同样， 也是将爪式泵应用于无油型真空泵的实施方式。对与第 1 实施方式相同的部位 说 明 书 CN 103842657 A 6 5/5 页 7 或者部件标注相同的符号， 因为这些部位或者部件的说明重复， 所以省略。 在本实施方式的 爪式泵1。
27、0B中， 相对于平面L， 在阴转子24的旋转方向上游侧的位置， 即、 旋转轴18a、 18b之 间的区域， 在与平面 L 相比的排出口 30 侧的位置， 在侧壁 16 的内面雕刻设置凹陷 36。凹陷 36 形成圆形的外周和球状的曲面。通过做成相关的形状， 由切削钻进行的加工变得容易。 0046 图 6 是表示有关本实施方式的爪式泵 10B 的泵室 12。该泵 12 具有与第 1 实施方 式的泵室 12 相同的结构。图 6 中， 省略了被配置在前侧的侧壁。在侧壁 16 贯穿设置由旋 转轴 18a 以及 18b 贯通的孔 38a 以及 38b。 0047 凹陷 36 将其位置、 大小、 形状选定成。
28、在压缩工序的最终阶段， 在从残存在阳转子 20 的爪部 22a、 22b 和阴转子 24 的凹部 26a、 26b 的相向面之间的压缩囊 P 与排出口 30 分离 了时到压缩囊 P 消失时为止， 与压缩囊 P 连通。另外， 凹陷 36 将其位置、 大小、 形状选定成 压缩囊 P 消失的同时， 由阴转子 24 关闭其全部区域。 0048 图 7（A） 是在阳阴转子 20、 24 的动作时刻上， 与图 3（A） 相当的图。在压缩工序 的最终阶段， 在压缩囊 P 的容积缩小， 与排出口 30 分离了时， 压缩囊 P 与凹陷 36 连通。该 状态持续到压缩囊 P 消失时为止。为此， 因为压缩囊 P 的。
29、气体能够向凹陷 32b 逃逸， 所以， 能够缓和压缩囊 P 的过压缩。 0049 图 7（B） 是表示紧接着图 7（A） 后， 压缩囊 P 消失了的时刻。此时， 同时， 凹陷 36 被阴转子 24 关闭。为此， 能够抑制使排出口 30 的排出气体通过凹陷 36 向其它的压缩囊倒 流的情况。因此， 能够抑制作为真空泵的爪式泵 10B 的泵效率低下的情况。 0050 前述第1实施方式以及第2实施方式都是本发明的爪式泵适用真空泵的例， 但是， 本发明也能够用于压缩用的爪式泵。 0051 产业上利用的可能性 0052 根据本发明， 能够通过简易且低成本的手段， 缓和形成在转子之间的压缩囊的过 压缩， 能够抑制因过压缩的产生引起的故障。 说 明 书 CN 103842657 A 7 1/5 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103842657 A 8 2/5 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103842657 A 9 3/5 页 10 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103842657 A 10 4/5 页 11 图 7 说 明 书 附 图 CN 103842657 A 11 5/5 页 12 图 8 说 明 书 附 图 CN 103842657 A 12 。