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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-09
(45)【発行日】2024-09-18
(54)【発明の名称】流体移送装置
(51)【国際特許分類】
F04C 25/02 20060101AFI20240910BHJP
F04C 18/16 20060101ALI20240910BHJP
F04D 3/02 20060101ALI20240910BHJP
F04D 7/00 20060101ALI20240910BHJP
【ＦＩ】
F04C25/02 M
F04C18/16 B
F04D3/02 A
F04D7/00 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021046340
(22)【出願日】2021-03-19
(65)【公開番号】P2022145084
(43)【公開日】2022-10-03
【審査請求日】2023-12-14
(73)【特許権者】
【識別番号】514312723
【氏名又は名称】ＴａｋｅｄａＷｏｒｋｓ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100065248
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100159385
【弁理士】
【氏名又は名称】甲斐 伸二
(74)【代理人】
【識別番号】100163407
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 裕輔
(74)【代理人】
【識別番号】100166936
【弁理士】
【氏名又は名称】稲本 潔
(74)【代理人】
【識別番号】100174883
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 雅己
(72)【発明者】
【氏名】原 正和
(72)【発明者】
【氏名】松本 弘樹
【審査官】大瀬 円
(56)【参考文献】
【文献】特開平９－１０００１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５０－１３２５０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－５１１５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０４Ｃ ２５／０２
Ｆ０４Ｃ １８／１６
Ｆ０４Ｄ ３／０２
Ｆ０４Ｄ ７／００
Ｂ６５Ｇ ３３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒形のケーシングと、前記ケーシング内における前記ケーシングと同一軸心上に回転可能に設けられた回転体とを備え、前記ケーシングは、円筒周壁部と、第１の外部配管と接続可能な第１接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向一端側に設けられた一端壁部と、第２の外部配管と接続可能な第２接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向他端側に設けられた他端壁部とを有し、
前記回転体は、外部動力にて回転するように前記ケーシングの前記一端壁部と前記他端壁部に枢支された回転軸部と、前記回転軸部の外周面に設けられた螺旋羽根部とを有し、
前記螺旋羽根部は、前記円筒周壁部の内周面に密着しながら摺動可能な螺旋ベルト状の外周摺動部を有し、
前記回転体を正回転させることにより前記第１の外部配管内の流体を前記第１接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第２接続口から前記第２の外部配管内へ移送し、前記回転体を逆回転させることにより前記第２の外部配管内の流体を前記第２接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第１接続口から前記第１の外部配管内へ移送するように構成されており、
前記螺旋羽根部は、前記回転軸部の外周面に固定された螺旋羽根本体と、前記螺旋羽根本体の外周部に着脱可能に取り付けられた前記外周摺動部とを有してなり、
前記螺旋羽根本体は、前記外周摺動部を離脱可能に受け入れる複数のねじ孔付き受片を前記外周部に長手方向に沿って有すると共に、前記複数のねじ孔付き受片の各ねじ孔に螺着する複数のねじピンを有し、
前記外周摺動部は、前記複数のねじ孔付き受片にて受け入れられた状態で前記複数のねじピンにて前記螺旋羽根本体の前記外周部に押さえ付けられていることを特徴とする流体移送装置。
【請求項2】
前記外周摺動部は、前記複数のねじピンが挿入される溝部または複数の凹部を長手方向に沿って有している、請求項１に記載の流体移送装置。
【請求項3】
前記複数のねじピンのうちの前記外周摺動部の長手方向の両端部に対応する一対のねじピンは、前記外周摺動部を貫通して前記螺旋羽根本体の前記外周部に当接する、請求項１または２に記載の流体移送装置。
【請求項4】
前記外周摺動部は、前記複数のねじピンにて押さえ付けられる螺旋ベルト状の弾性部と、前記ケーシングの前記円筒周壁部の内周面に密着しながら摺動するように前記弾性部の表面に一体状に設けられた低摩擦部とを有してなる、請求項１～３のいずれか１つに記載の流体移送装置。
【請求項5】
前記回転体の前記回転軸部と連結した出力軸を有する電動モータをさらに備え、前記電動モータが、出力調整可能である、請求項１～４のいずれか１つに記載の流体移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気体、液体、ゲル、粉体、スラリー等の流体を移送可能な流体移送装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の流体移送装置として、特許文献１～３にはスクリュー式真空ポンプ（スクリュー形ドライ真空ポンプ）が開示されている。これら従来のスクリュー式真空ポンプは、一般に、吸気口と排気口を有するケーシング内に２つのスクリューロータが平行かつ回転可能に設けられ、各ロータとケーシングの内壁面との間およびロータ相互間に僅かな隙間が設けられ、これらの隙間を保ちながら各ロータが電動モータにて回転するように構成されている。そして、各ロータが回転することにより、各ロータとケーシングとの間の空間が軸方向に連続移送され、この空間に吸気口から空気を吸入し、空気を圧縮しながら排気口へ移送して外部へ排気するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０００－４５９７６号公報
【文献】特開２００３－９７４８０号公報
【文献】特開２０１９－１４３６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のように構成された従来のスクリュー式真空ポンプの場合、吸気口に接続パイプを介して接続された被真空物を設定真空圧（０．１～１．０Ｐａ程度）まで減圧するための設計排気速度および最大差圧を実現するには、定格の回転数を必要とするため、電動モータにて各ロータを高速回転（約３０００～６０００ｍｉｎ-1程度の回転数が一般的）させており、それによってケーシング内の温度が上昇する。そのため、各ロータとケーシングとの熱膨張による接触を回避するためにケーシングを冷却液で冷却する必要があった。
【0005】
また、従来のスクリュー式真空ポンプでは、上述のように設定真空圧を得るために定格の回転数で各ロータを高速回転させる必要があるため、ユーザが電動モータの出力を調整することができない。そのため、例えば、被真空物を低真空状態（１０5～１０2Ｐａ）で連続的に長時間維持したいような場合でも、低真空を超えた中真空状態（１０2～１０-1Ｐａ）を維持するよう電動モータが高出力で長時間駆動することとなり、この結果、エネルギーロスが大きく、ポンプ寿命も短くなってしまう。
【0006】
本発明は、以上のような事情を考慮してなされた流体移送装置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】
【0007】
本発明によれば、円筒形のケーシングと、前記ケーシング内における前記ケーシングと同一軸心上に回転可能に設けられた回転体とを備え、
前記ケーシングは、円筒周壁部と、第１の外部配管と接続可能な第１接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向一端側に設けられた一端壁部と、第２の外部配管と接続可能な第２接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向他端側に設けられた他端壁部とを有し、
前記回転体は、外部動力にて回転するように前記ケーシングの前記一端壁部と前記他端壁部に枢支された回転軸部と、前記回転軸部の外周面に設けられた螺旋羽根部とを有し、
前記螺旋羽根部は、前記円筒周壁部の内周面に密着しながら摺動可能な螺旋ベルト状の外周摺動部を有し、
前記回転体を正回転させることにより第１の外部配管内の流体を前記第１接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第２接続口から第２の外部配管内へ移送し、前記回転体を逆回転させることにより第２の外部配管内の流体を前記第２接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第１接続口から第１の外部配管内へ移送するように構成された、ことを特徴とする流体移送装置が提供される。
前記ケーシングは、円筒周壁部と、第１の外部配管と接続可能な第１接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向一端側に設けられた一端壁部と、第２の外部配管と接続可能な第２接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向他端側に設けられた他端壁部とを有し、
前記回転体は、外部動力にて回転するように前記ケーシングの前記一端壁部と前記他端壁部に枢支された回転軸部と、前記回転軸部の外周面に設けられた螺旋羽根部とを有し、
前記螺旋羽根部は、前記円筒周壁部の内周面に密着しながら摺動可能な螺旋ベルト状の外周摺動部を有し、
前記回転体を正回転させることにより第１の外部配管内の流体を前記第１接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第２接続口から第２の外部配管内へ移送し、前記回転体を逆回転させることにより第２の外部配管内の流体を前記第２接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第１接続口から第１の外部配管内へ移送するように構成された、ことを特徴とする流体移送装置が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明の流体移送装置は、従来のスクリュー式真空ポンプと比べて、部品点数が少なく、構造が簡素であり、高精度な加工技術を必要としないため、低コストにて容易に製造することができる。
つまり、従来のスクリュー式真空ポンプでは、２つのスクリューロータ同士の間隙および各ロータとケーシングとの間隙を微小かつ高精度に保つ必要があるため加工技術の難易度が高く、また部品点数も多いため、製造コストが高い。
これに対し、本発明の流体移送装置では、回転体の螺旋羽根部における螺旋ベルト状の外周摺接部をシール部としてケーシングの円筒周壁部の内周面に密着させながら摺動させる構成であるため、高精度な加工技術は不要であり、部品点数が少ない簡素な構造であるため、低コストにて容易に製造することができる。
つまり、従来のスクリュー式真空ポンプでは、２つのスクリューロータ同士の間隙および各ロータとケーシングとの間隙を微小かつ高精度に保つ必要があるため加工技術の難易度が高く、また部品点数も多いため、製造コストが高い。
これに対し、本発明の流体移送装置では、回転体の螺旋羽根部における螺旋ベルト状の外周摺接部をシール部としてケーシングの円筒周壁部の内周面に密着させながら摺動させる構成であるため、高精度な加工技術は不要であり、部品点数が少ない簡素な構造であるため、低コストにて容易に製造することができる。
【0009】
また、従来のスクリュー式真空ポンプでは、高速回転する各ロータとケーシングとが熱膨張によって接触するのを回避するために（微小なクリアランスを維持するために）冷却する必要がある。
これに対し、本発明の流体移送装置は、螺旋羽根部における外周摺接部をケーシングの円筒周壁部の内周面に密着させながら摺動させる構成であるため、微小なクリアランスを維持するための冷却を必要としない。
これに対し、本発明の流体移送装置は、螺旋羽根部における外周摺接部をケーシングの円筒周壁部の内周面に密着させながら摺動させる構成であるため、微小なクリアランスを維持するための冷却を必要としない。
【0010】
また、従来のスクリュー式真空ポンプでは、各ロータとケーシングとのクリアランスを確保しながら空気を軸方向に移動させるためには各ロータを高速回転させる必要があり、そのためユーザ側で電動モータを出力調整することができない。
これに対し、本発明の流体移送装置は、回転体を低速回転させて低真空を得ることができ、回転体の回転数を徐々に上げることで真空度を増加させることも可能であり、ユーザー側にて所望の真空圧に応じた回転体の回転数調整が可能である。
これに対し、本発明の流体移送装置は、回転体を低速回転させて低真空を得ることができ、回転体の回転数を徐々に上げることで真空度を増加させることも可能であり、ユーザー側にて所望の真空圧に応じた回転体の回転数調整が可能である。
【0011】
さらに、本発明の流体移送装置は、被真空物中の気体（例えば空気）を抜いて減圧する真空ポンプとしての機能に加えて、液体、ゲル、粉体等（例えば、水、飲料水、ゼリー、小麦粉等）の様々な流体を移送する機能をも備えている。しかも、回転体を正回転させて流体を一方向へ移送させ、回転体を逆回転させて流体を逆方向へ移送させることができると共に、ゲル状固形物を粉砕せずに移送することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の一実施形態の流体移送装置を正面側から視た縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を用いて本発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、本発明を限定するものと解されるべきではない。
【0014】
図１は本発明の一実施形態の流体移送装置を正面側から視た縦断面図であり、図２は図１の流体移送装置を第１接続口側から視た右側面図であり、図３は図１の流体移送装置を第２接続口側から視た左側面図である。また、図４は図１の流体移送装置における回転体の縦断面図であり、図５は図４の回転体を左側から視た左側面図である。
図１～５に示すように、本実施形態の流体移送装置１は、円筒形のケーシング１０と、ケーシング１０内におけるケーシング１０と同一軸心Ｑ上に回転可能に設けられた１つの回転体３０とを備える。また、この流体移送装置１は、回転体３０を回転駆動する電動モータ６０をさらに備えていてもよい。なお、電動モータ６０としては、出力制御（出力軸の回転数調整）が可能であり、さらには正逆回転可能なタイプを用いることができる。
図１～５に示すように、本実施形態の流体移送装置１は、円筒形のケーシング１０と、ケーシング１０内におけるケーシング１０と同一軸心Ｑ上に回転可能に設けられた１つの回転体３０とを備える。また、この流体移送装置１は、回転体３０を回転駆動する電動モータ６０をさらに備えていてもよい。なお、電動モータ６０としては、出力制御（出力軸の回転数調整）が可能であり、さらには正逆回転可能なタイプを用いることができる。
【0015】
ケーシング１０は、円筒周壁部１１と、第１の外部配管２１と接続可能な第１接続口１２ａを有し円筒周壁部１１の軸心Ｑ方向の一端側に設けられた一端壁部１２と、第２の外部配管２２と接続可能な第２接続口１３ａを有し円筒周壁部１１の軸心Ｑ方向の他端側に設けられた他端壁部１３とを有する。なお、本実施形態の場合、第１接続口１２ａと第２接続口１３ａは、第１接続口１２ａが上となり第２接続口１３ａが下となるように軸心Ｑに対して点対称的に配置されている（図２と３参照）。
【0016】
また、ケーシング１０は、一端壁部１２および他端壁部１３にそれぞれ連結された一対の脚部１４と、第１接続口１２ａと第２接続口１３ａとにそれぞれ接続された一対の接続具１５と、回転体３０の後述の回転軸部３１の一端側および他端側をそれぞれ回転可能に支持する一対の支持部１６、１７とを有している。なお、ケーシング１０の一端壁部１２および他端壁部１３は軸心Ｑ上に回転軸部３１の一端側および他端側を気密的に挿通させる挿通孔１２ｂ、１３ｂをそれぞれ有している。
【0017】
一端壁部１２に設けられた支持部１６は、一端壁部１２の外面に固定されたカバー１６ａと、カバー１６ａ内に設けられて回転軸部３１の一端側を回転可能に支持するベアリング１６ｂとを有する。
他端壁部１３に設けられた支持部１７は、他端壁部１３の外面に固定されたカバー１７ａと、カバー１７ａ内に設けられて回転軸部３１の他端側を回転可能に支持するベアリング１７ｂとを有する。なお、カバー１７ａには、回転軸部３１の他端を気密的に挿通させる挿通孔１７ａａが設けられている。
他端壁部１３に設けられた支持部１７は、他端壁部１３の外面に固定されたカバー１７ａと、カバー１７ａ内に設けられて回転軸部３１の他端側を回転可能に支持するベアリング１７ｂとを有する。なお、カバー１７ａには、回転軸部３１の他端を気密的に挿通させる挿通孔１７ａａが設けられている。
【0018】
回転体３０は、外部動力としての電動モータ６０にて回転するようにケーシング１０の一端壁部１２と他端壁部１３に枢支された前記回転軸部３１と、回転軸部３１の外周面に設けられた螺旋羽根部３２とを有する。
回転軸部３１は、ケーシング１０内に配置される丸軸状の大径部３１ａと、大径部３１ａの一端と他端に連設された一対の丸軸状の中径部３１ｂと、他端側の中径部３１ｂに連設された丸軸状の小径部３１ｃとを有し、各中径部３１ｂの端部には雄ねじ３１ｂａが設けられている（図１と４参照）。
回転軸部３１は、ケーシング１０内に配置される丸軸状の大径部３１ａと、大径部３１ａの一端と他端に連設された一対の丸軸状の中径部３１ｂと、他端側の中径部３１ｂに連設された丸軸状の小径部３１ｃとを有し、各中径部３１ｂの端部には雄ねじ３１ｂａが設けられている（図１と４参照）。
【0019】
この回転軸部３１の一対の中径部３１ｂが、ケーシング１０の一端壁部１２および他端壁部１３の挿通孔１２ｂ、１３ｂを挿通し、かつ、一対の支持部１６、１７のベアリング１６ｂ、１７ｂにて支持されている。また、一対の中径部３１ｂの雄ねじ３１ｂａにはそれぞれナット３３が２個ずつ螺着されており、これらのナット３３により各ベアリング１６ｂ、１７ｂが一端壁部１２および他端壁部１３側に押し付けられており、それによって回転軸部３１が軸心Ｑ方向に位置決めされている（図１参照）。
【0020】
螺旋羽根部３２は、回転軸部３１の外周面に固定された螺旋羽根本体３２ａと、螺旋羽根本体３２ａの外周部に着脱可能に取り付けられた螺旋ベルト状の外周摺動部３２ｂとを有してなり、ケーシング１０の円筒周壁部１１の内周面に外周摺動部３２ｂが密着しながら摺動回転するようになっている（図１と４参照）。
【0021】
螺旋羽根本体３２ａは、一定の外径Ｄを有するように湾曲した外周部および回転軸部３１を挿入可能とする内周部を有する螺旋板材（厚さ１～２ｍｍ程度）にて構成されており、内周部が回転軸部３１の大径部３１ａに溶接されている。本実施形態の場合、螺旋羽根本体３２ａの螺旋巻数は２であり、螺旋ピッチＰは１００ｍｍ程度であり、外径Ｄは１８０ｍｍ程度である。特に、螺旋羽根本体３２ａは、金属の削り出し加工ではなく、軸への螺旋板材の溶接により形成したものであるため、螺旋の谷を深くすることができる。
【0022】
そのため、ケーシング１０の軸方向の長さを短くしても流体の移送量を大きくすることができる。つまり、コンパクトでありながら移送量の大きい流体移送装置１を得ることができる。なお、螺旋羽根本体３２ａの螺旋巻数、螺旋ピッチＰおよび外径Ｄ等は、流体移送装置の用途によって自由に設定することができ、本実施形態では真空ポンプ用として設計している。
【0023】
図６は図４の回転体における外周摺動部の固定部分を示す断面図であり、図７は図４の回転体における外周摺動部の端部の固定部分を示す断面図である。また、図８は図４の回転体から取り外した外周摺動部を示す部分斜視図である。
図１、４～７に示すように、螺旋羽根本体３２ａは、外周摺動部３２ｂを離脱可能に螺旋羽根本体３２ａの外周部に固定する複数の固定部を有している。複数の固定部は、外周摺動部３２ｂを離脱可能に受け入れる複数のねじ孔付き受片３２ａａを外周部に長手方向に沿って有すると共に、複数のねじ孔付き受片３２ａａの各ねじ孔に螺着する複数のねじピン３２ａｂをそれぞれ有している。
図１、４～７に示すように、螺旋羽根本体３２ａは、外周摺動部３２ｂを離脱可能に螺旋羽根本体３２ａの外周部に固定する複数の固定部を有している。複数の固定部は、外周摺動部３２ｂを離脱可能に受け入れる複数のねじ孔付き受片３２ａａを外周部に長手方向に沿って有すると共に、複数のねじ孔付き受片３２ａａの各ねじ孔に螺着する複数のねじピン３２ａｂをそれぞれ有している。
【0024】
複数のねじ孔付き受片３２ａａは、略Ｚ形に折り曲げられた板片であり、螺旋羽根本体３２ａの外周部側で開放するように外周部の左側の面（第２接続口１３ａ側の面）に所定中心角度θ１（例えば、約７２°）で配置され溶接されている。但し、外周摺動部３２ｂの長手方向の両端を固定する一対のねじ孔付き受片３２ａａは、隣接する他のねじ孔付き受片３２ａａと狭い中心角度θ２（例えば３６°）をもって配置されている。なお、中心角度θ１、θ２は特に限定されるものではない。
【0025】
図４～８に示すように、外周摺動部３２ｂは、複数のねじピン３２ａｂにて螺旋羽根本体３２ａの外周部に押さえ付けられる螺旋ベルト状の弾性部３２ｂａと、ケーシング１０の円筒周壁部１１の内周面に密着しながら摺動するように弾性部３２ｂａの表面に一体状に設けられた低摩擦部３２ｂｂとを有してなる。また、弾性部３２ｂａには、複数のねじピン３２ａｂが挿入される１本の溝部３２ｂｃが長手方向に沿って設けられている。
【0026】
外周摺動部３２ｂにおいて、弾性部３２ｂａは、天然または合成ゴムからなり、螺旋羽根本体３２ａの外周部の長さとほぼ同一の長さを有している。この弾性部３２ｂａは、螺旋羽根本体３２ａの外周部とねじ孔付き受片３２ａａとの間のスペースに受け入れられる部分が矩形断面に形成され、前記スペースから径方向外方へ突出した部分が半円形断面に形成されている。
【0027】
外周摺動部３２ｂにおいて、低摩擦部３２ｂｂは、摩擦抵抗の小さい樹脂材料、例えば、テフロン（登録商標）といったフッ素樹脂からなり、弾性部３２ｂａの半円形断面部分の外表面を覆うように層状にコーティング（加硫接着）されている。
溝部３２ｂｃは、低摩擦部３２ｂｂがコーティングされていない弾性部３２ｂａの一側面に沿って形成されている。なお、溝部３２ｂｃの代わりに複数の凹部を弾性部３２ｂａに設けてもよい。
溝部３２ｂｃは、低摩擦部３２ｂｂがコーティングされていない弾性部３２ｂａの一側面に沿って形成されている。なお、溝部３２ｂｃの代わりに複数の凹部を弾性部３２ｂａに設けてもよい。
【0028】
外周摺動部３２ｂは、複数のねじ孔付き受片３２ａａにて受け入れられた状態において、複数の短いねじピン３２ａｂが溝部３２ｂｃ内に挿入されることによって螺旋羽根本体３２ａの外周部に押さえ付けられている（図６参照）但し、外周摺動部３２ｂの長手方向の両端は、２本の長いねじピン３２ａｂが溝部３２ｂｃから弾性部３２ｂａを貫通して螺旋羽根本体３２ａの外周部に当接することによって固定されている。これにより、外周摺動部３２ｂ全体が螺旋羽根本体３２ａの外周部に沿って位置ずれしないように止められている。なお、外周摺動部３２ｂに溝部３２ｂｃを設けているため、各ねじピン３２ａｂの締め付けを緩めれば、外周摺動部３２ｂを螺旋羽根本体３２ａの外周部に沿って位置調整するときに長手方向に位置をずらしやすくなる。
【0029】
このように、複数のねじ孔付き受片３２ａａにて受け入れられかつ複数のねじピン３２ａｂにて位置決め固定された外周摺動部３２ｂは、低摩擦部３２ｂｂの頂部が螺旋羽根本体３２ａの外周部の端部よりも僅かに（０．５～１ｍｍ）径方向外方に突出している。これにより、回転体３０の回転時に低摩擦部３２ｂｂはケーシング１０の内周面に気密的に摺動するが、螺旋羽根本体３２ａの外周部はケーシング１０の内周面に摺動しない。
【0030】
したがって、図１に示すように、この流体移送装置１の電動モータ６０を駆動させて回転体３０を矢印Ａ方向（第１接続口１２ａ側から視て反時計回り）に正回転させることにより第１の外部配管２１内の流体を第１接続口１２ａからケーシング１０内へ流入させて第２接続口１３ａから第２の外部配管２２内へ移送させることができる。
【0031】
この流体移送装置１の具体的な用途の一例として、円筒形のロータリータンクが水平軸心を中心に回転しながら内部に投入した有機廃棄物を微生物によって分解処理する有機廃棄物処理装置のロータリータンク内を減圧する真空ポンプとして使用することができる。
【0032】
この場合、流体移送装置１の第１接続口１２ａに第１の外部配管２１を介して有機廃棄物処理装置に接続し、回転体３０を正回転させることによりロータリータンク内を減圧する。このとき、例えば回転体３０が正回転し続けることにより、ロータリータンク内のガス（空気、水蒸気、発酵過程で生ずるガス等を含む）がケーシング１０内を通って第２の外部配管２２内へ排気され、ロータリータンク内が低真空状態（１０5～１０2Ｐａ）に維持される。この際、ケーシング１０を水などで冷却する必要はない。なお、ケーシング１０の第２接続口１３ａの接続具１５と第２の外部配管２２との間にガスの逆流を防ぐ逆止弁を設けてもよく、第２の外部配管の下流側端部を臭気処理装置に接続して無臭化したガスを大気中に排気するようにしてもよい。
【0033】
また、流体移送装置１をより高い真空度が必要な装置に接続し、電動モータ６０の出力を上げて回転体３０を約２５０～１５００ｍｉｎ-1程度まで回転させれば、装置内を中真空（１０2～１０-1Ｐａ）にすることも可能である。しかも、ケーシングを水などで冷却する必要もない。
【0034】
また、この流体移送装置１は、空気のような気体の移送以外にも、例えば、水や飲料水等の液体、ゼリーや寒天等のゲル、小麦粉やセメント等の粉体、モルタル、生コンクリート等のスラリーといった様々な流体を一方側（例えば貯蔵タンク）から他方側（例えば次工程の処理装置）へ移送する装置として使用することができる。さらに、この流体移送装置１は、回転体３０を逆回転（図１の矢印Ａ方向と逆方向）させることにより、各種流体を第２接続口１３ａ側から第１接続口１２ａ側へ移送することも可能である。
【0035】
このように、この流体移送装置１が気体以外にも液体、ゲル、粉体、スラリーといった様々な流体を移送することができる主な要因としては、従来のスクリュー式真空ポンプのようにロータが２本でなく１本であり、かつ、軸に螺旋羽根を溶接したロータを使用しているため広い流路を確保できる、従来のスクリュー式真空ポンプのようにロータ同士および各ロータとケーシングとの間の微小なクリアランスを形成せず、クリアランスに流体（固形物）が挟まって各ロータの回転を妨げるようなことがない、低速回転が可能である、外周摺動部３２ｂはねじピン３２ａｂを取り外して容易に交換可能であり、構造も簡素であるためメンテナンス性に優れているなどの点が挙げられる。
【0036】
図９は図１の流体移送装置１のシミュレーションデータである。このシミュレーションデータは、次の条件に基づいて導き出されている。
ケーシング１０の容積：２４３４．８ｃｍ3
螺旋ピッチＰ：１００ｍｍ
螺旋羽根本体３２ａの螺旋巻数：２
回転軸部３１の直径：３２ｍｍ
螺旋羽根本体３２ａの谷深さ：７３．５ｍｍ
螺旋羽根本体３２ａの外径Ｄ：１７９ｍｍ
被真空物であるタンクの容量：６９０Ｌ
ケーシング１０の容積：２４３４．８ｃｍ3
螺旋ピッチＰ：１００ｍｍ
螺旋羽根本体３２ａの螺旋巻数：２
回転軸部３１の直径：３２ｍｍ
螺旋羽根本体３２ａの谷深さ：７３．５ｍｍ
螺旋羽根本体３２ａの外径Ｄ：１７９ｍｍ
被真空物であるタンクの容量：６９０Ｌ
【0037】
図９のシミュレーションデータでは、流体移送装置１の回転体３０の回転速度とタンク内圧力と排気時間（経過時間）との関係を次の式（１）により算出している。
ｔ＝Ｖ／Ｓ*２．３０３ｌｏｇＰ１／Ｐ２ ・・・ （１）
ｔ：排気時間
Ｖ：タンク容量
Ｓ：実行排気速度
Ｐ１：現在のタンク内圧力
Ｐ２：目標タンク内圧力
なお、前記式（１）では常用対数（ｌｏｇ10）を自然対数（ｌｎ）に変換するために２．３０３倍している。
また、標準気圧（101325Pa）での実行排気速度Ｓは、次のように回転数に応じて規定されている。
２５０（ｍｉｎ-1）Ｓ＝1217.41725
５００（ｍｉｎ-1）Ｓ＝2434.8345
７５０（ｍｉｎ-1）Ｓ＝3652.25175
１０００（ｍｉｎ-1）Ｓ＝4869.669
１２５０（ｍｉｎ-1）Ｓ＝6087.08625
１５００（ｍｉｎ-1）Ｓ＝7304.5035
なお、標準気圧（101325Pa）での実行排気速度Ｓ＝ケーシング１０の容積(2434.8cm3）×螺旋羽根本体３２ａの螺旋巻数（２）×回転速度(250～1500min-1)である。
ｔ＝Ｖ／Ｓ*２．３０３ｌｏｇＰ１／Ｐ２ ・・・ （１）
ｔ：排気時間
Ｖ：タンク容量
Ｓ：実行排気速度
Ｐ１：現在のタンク内圧力
Ｐ２：目標タンク内圧力
なお、前記式（１）では常用対数（ｌｏｇ10）を自然対数（ｌｎ）に変換するために２．３０３倍している。
また、標準気圧（101325Pa）での実行排気速度Ｓは、次のように回転数に応じて規定されている。
２５０（ｍｉｎ-1）Ｓ＝1217.41725
５００（ｍｉｎ-1）Ｓ＝2434.8345
７５０（ｍｉｎ-1）Ｓ＝3652.25175
１０００（ｍｉｎ-1）Ｓ＝4869.669
１２５０（ｍｉｎ-1）Ｓ＝6087.08625
１５００（ｍｉｎ-1）Ｓ＝7304.5035
なお、標準気圧（101325Pa）での実行排気速度Ｓ＝ケーシング１０の容積(2434.8cm3）×螺旋羽根本体３２ａの螺旋巻数（２）×回転速度(250～1500min-1)である。
【0038】
このシミュレーションデータから、容量６９０Ｌのタンクの内部圧力を4000Pa（低真空）にするために、回転数１５００ｍｉｎ-1では０．３６ｍｉｎで目標圧力に達することがわかる。
【0039】
図１０は図４の外周摺接部の固定部分の変形例を示す断面図である。なお、図１０において、図６中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。
図１０に示すように、螺旋羽根部１３２は、螺旋羽根本体３２ａの外周部の端部に固定部としてのねじ孔付き受片１３２ａａが設けられてもよい。
図１０に示すように、螺旋羽根部１３２は、螺旋羽根本体３２ａの外周部の端部に固定部としてのねじ孔付き受片１３２ａａが設けられてもよい。
【0040】
この場合、ねじ孔付き受片１３２ａａは、螺旋羽根本体３２ａの外周部に跨いだ状態で溶接される小さいＵ字形部分と、外周摺動部１３２ｂを受け入れる大きいＵ字形部分とが連設されてなり、大きいＵ字形部分に一対のねじ孔が形成されている。
また、外周摺動部１３２ｂは、両側面に溝部３２ｂｃを有する弾性部１３２ｂａと、弾性部１３２ｂａの表面の一部を覆う低摩擦部１３２ｂｂとを有してなる。なお、低摩擦部１３２ｂｂの頂部は、ねじ孔付き受片１３２ａａよりも０．５～１ｍｍ程度径方向外方へ突出している。
また、外周摺動部１３２ｂは、両側面に溝部３２ｂｃを有する弾性部１３２ｂａと、弾性部１３２ｂａの表面の一部を覆う低摩擦部１３２ｂｂとを有してなる。なお、低摩擦部１３２ｂｂの頂部は、ねじ孔付き受片１３２ａａよりも０．５～１ｍｍ程度径方向外方へ突出している。
【0041】
ねじ孔付き受片１３２ａａの大きいＵ字形部分の一対のねじ孔にねじピン３２ａｂを螺着することにより、一対のねじピン３２ａｂが外周摺動部１３２ｂの一対の溝部３２ｂｃに嵌り込んで外周摺動部１３２ｂを位置決め固定する。なお、図示省略するが、外周摺動部１３２ｂの両端は、図７に示したように１本のねじピン３２ａｂが外周摺動部１３２ｂを貫通して反対側のねじ孔に螺着することにより位置ずれを防止している。
【0042】
（まとめ）
以上に述べたように、
（１）本発明による流体移送装置は、円筒形のケーシングと、前記ケーシング内における前記ケーシングと同一軸心上に回転可能に設けられた回転体とを備え、
前記ケーシングは、円筒周壁部と、第１の外部配管と接続可能な第１接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向一端側に設けられた一端壁部と、第２の外部配管と接続可能な第２接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向他端側に設けられた他端壁部とを有し、
前記回転体は、外部動力にて回転するように前記ケーシングの前記一端壁部と前記他端壁部に枢支された回転軸部と、前記回転軸部の外周面に設けられた螺旋羽根部とを有し、
前記螺旋羽根部は、前記円筒周壁部の内周面に密着しながら摺動可能な螺旋ベルト状の外周摺動部を有し、
前記回転体を正回転させることにより第１の外部配管内の流体を前記第１接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第２接続口から第２の外部配管内へ移送し、前記回転体を逆回転させることにより第２の外部配管内の流体を前記第２接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第１接続口から第１の外部配管内へ移送するように構成された、ことを特徴とする。
以上に述べたように、
（１）本発明による流体移送装置は、円筒形のケーシングと、前記ケーシング内における前記ケーシングと同一軸心上に回転可能に設けられた回転体とを備え、
前記ケーシングは、円筒周壁部と、第１の外部配管と接続可能な第１接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向一端側に設けられた一端壁部と、第２の外部配管と接続可能な第２接続口を有し前記円筒周壁部の軸心方向他端側に設けられた他端壁部とを有し、
前記回転体は、外部動力にて回転するように前記ケーシングの前記一端壁部と前記他端壁部に枢支された回転軸部と、前記回転軸部の外周面に設けられた螺旋羽根部とを有し、
前記螺旋羽根部は、前記円筒周壁部の内周面に密着しながら摺動可能な螺旋ベルト状の外周摺動部を有し、
前記回転体を正回転させることにより第１の外部配管内の流体を前記第１接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第２接続口から第２の外部配管内へ移送し、前記回転体を逆回転させることにより第２の外部配管内の流体を前記第２接続口から前記ケーシング内へ流入させて前記第１接続口から第１の外部配管内へ移送するように構成された、ことを特徴とする。
【0043】
本発明による流体移送装置は、次のように構成されてもよく、それらが適宜組み合わされてもよい。
（２）前記螺旋羽根部は、前記回転軸部の外周面に固定された螺旋羽根本体と、前記螺旋羽根本体の外周部に着脱可能に取り付けられた前記外周摺動部とを有してなるものであってもよい。
この構成によれば、古い外周摺動部を螺旋羽根本体から取り外して新しい外周摺動部と交換することができる。
（２）前記螺旋羽根部は、前記回転軸部の外周面に固定された螺旋羽根本体と、前記螺旋羽根本体の外周部に着脱可能に取り付けられた前記外周摺動部とを有してなるものであってもよい。
この構成によれば、古い外周摺動部を螺旋羽根本体から取り外して新しい外周摺動部と交換することができる。
【0044】
（３）前記螺旋羽根本体は、前記外周摺動部を離脱可能に受け入れる複数のねじ孔付き受片を前記外周部に長手方向に沿って有すると共に、前記複数のねじ孔付き受片の各ねじ孔に螺着する複数のねじピンを有し、
前記外周摺動部は、前記複数のねじ孔付き受片にて受け入れられた状態で前記複数のねじピンにて前記螺旋羽根本体の前記外周部に押さえ付けられているものであってもよい。
この構成によれば、外周摺動部の螺旋羽根本体への着脱が容易な取付構造を得ることができる。
前記外周摺動部は、前記複数のねじ孔付き受片にて受け入れられた状態で前記複数のねじピンにて前記螺旋羽根本体の前記外周部に押さえ付けられているものであってもよい。
この構成によれば、外周摺動部の螺旋羽根本体への着脱が容易な取付構造を得ることができる。
【0045】
（４）前記外周摺動部は、前記複数のねじピンが挿入される溝部または複数の凹部を長手方向に沿って有しているものであってもよい。
この構成によれば、複数のねじピンによる外周摺動部の螺旋羽根本体への固定および位置調整が容易となる。
この構成によれば、複数のねじピンによる外周摺動部の螺旋羽根本体への固定および位置調整が容易となる。
【0046】
（５）前記複数のねじピンのうちの前記外周摺動部の長手方向の両端部に対応する一対のねじピンは、前記外周摺動部を貫通して前記螺旋羽根本体の前記外周部に当接するものであってもよい。
この構成によれば、螺旋羽根本体の外周部に対する外周摺動部の長手方向の位置ずれを容易に防止することができる。
この構成によれば、螺旋羽根本体の外周部に対する外周摺動部の長手方向の位置ずれを容易に防止することができる。
【0047】
（６）前記外周摺動部は、前記複数のねじピンにて押さえ付けられる螺旋ベルト状の弾性部と、前記ケーシングの前記円筒周壁部の内周面に密着しながら摺動するように前記弾性部の表面に一体状に設けられた低摩擦部とを有してなるものであってもよい。
この構成によれば、弾性部を金型内にセットしてフッ素樹脂を流し込むインサート成形にて外周摺動部を形成することができる。
この構成によれば、弾性部を金型内にセットしてフッ素樹脂を流し込むインサート成形にて外周摺動部を形成することができる。
【0048】
（７）前記回転体の前記回転軸部と連結した出力軸を有する電動モータをさらに備え、
前記電動モータが、出力調整可能であってもよい。
この構成によれば、移送の対象物である流体の種類や目的等に応じて、回転体の回転数を調整することができる。
前記電動モータが、出力調整可能であってもよい。
この構成によれば、移送の対象物である流体の種類や目的等に応じて、回転体の回転数を調整することができる。
【0049】
本発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、本発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、本発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。本発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
前述した実施の形態の他にも、本発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、本発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。本発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【符号の説明】
【0050】
１：流体移送装置、 １０：ケーシング、 １１：円筒周壁部、 １２：一端壁部、 １２ａ：第１接続口、 １２ｂ：挿通孔、 １３：他端壁部、 １３ａ：第２接続口、 １３ｂ：挿通孔、 １４：脚部、 １５：接続具、 １６：支持部、 １６ａ：カバー、 １６ｂ：ベアリング、 １７：支持部、 １７ａ：カバー、 １７ａａ：挿通孔、 １１ｂ：ベアリング、 ２１：第１の外部配管、 ２２：第２の外部配管、 ３０：回転体、 ３１：回転軸部、 ３１ａ：大径部、 ３１ｂ：中径部、 ３１ｂａ：雄ネジ、 ３１ｃ：小径部、 ３２：螺旋羽根部、 ３２ａ：螺旋羽根本体、 ３２ａａ：ねじ孔付き受片、 ３２ａｂ：ねじピン、 ３２ｂ：外周摺動部、 ３２ｂａ：弾性部、 ３２ｂｂ：低摩擦部、 ３２ｂｃ：溝部、 ３３：ナット、 ６０：電動モータ、 １３２：螺旋羽根部、 １３２ａａ：ねじ付き受片、 １３２ｂ：外周摺動部、 １３２ｂａ：弾性部、 １３２ｂｂ：低摩擦部、 Ｄ：外径、 Ｐ：螺旋ピッチ、 Ｑ：軸心
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】