ロータリーベーンポンプ

ロータリーベーンポンプは容積式ポンプの一種で、キャビティ内で回転するローターに取り付けられたベーンで構成されています。場合によっては、これらのベーンの長さを変えたり、ポンプの回転時に壁との接触を維持するために張力をかけたりすることができます。

このタイプのポンプは、他の真空ポンプに比べて高粘度および高圧の流体には適していないと考えられており^[要出典]、操作が複雑です^{[要説明] [要出典]}。このタイプのポンプは、短時間の乾燥操作に耐えることができ、低粘度の流体に適していると考えられています^[要出典]。

最も単純なベーンポンプは、円形のローターが大きな円形のキャビティ内で回転します。これら 2 つの円の中心はオフセットされているため、偏心が生じます。ベーンは、ローターに切り込まれたスロットに取り付けられます。ベーンは、これらのスロット内で一定の限られた範囲で移動できるため、ローターが回転してもキャビティの壁との接触を維持できます。バネ、重力、遠心力などの手段によって、ベーンがこのような接触を維持するようにすることができます。機構内に少量のオイルが存在すると、ベーンの先端とキャビティの壁の間の密閉性が向上します。ベーンとキャビティの壁との接触により、キャビティが「ベーン チャンバー」に分割され、ポンプ作業が行われます。ポンプの吸引側では、ベーン チャンバーの容積が増加し、入口真空圧によって押し込まれた流体で満たされます。入口真空圧は、ポンプされるシステムからの圧力であり、場合によっては大気圧のみです。ポンプの排出側では、ベーン チャンバーの容積が減少し、流体が圧縮されて出口から押し出されます。ベーンの動作により、回転ごとに同じ量の流体が排出されます。

多段式ロータリーベーン真空ポンプは、2つ以上のロータリーベーンポンプ機構に流体を通すことで圧力を高め、10 ⁻⁶ bar (0.1 Pa ) という低い真空圧を達成できます。

ベーンポンプは高圧油圧ポンプとして、また自動車の過給、パワーステアリング、エアコン、オートマチックトランスミッションポンプとして広く使用されています^{[引用が必要]}。中圧用ポンプには、ファウンテンソフトドリンクディスペンサーやエスプレッソコーヒーマシンの炭酸化装置などの用途があります^{[引用が必要] 。さらに、ベーンポンプは、自動車の排気ガス制御用の}二次空気噴射などの低圧ガス用途や、低圧化学蒸着システム^{[引用が必要]}にも使用できます。

ロータリーベーンポンプも一般的なタイプの真空ポンプであり、2段ポンプでは10 ⁻⁶ barをはるかに下回る圧力に達することができます。これらは、ブレーキブースターを介して大型トラックやディーゼル乗用車（エンジンが吸入真空を生成しない）にブレーキを補助する用途、ほとんどの軽飛行機でジャイロスコープ飛行計器を駆動する用途、エアコンの設置中に冷媒ラインを真空にする用途、実験室の凍結乾燥機、物理学の真空実験^[要出典]などの用途で使用されています。ベーンポンプでは、ポンプで汲み上げられたガスとオイルがポンプ内で混合されるため、外部で分離する必要があります。そのため、入口と出口には、おそらく渦を巻いた大きなチャンバーがあり、そこからオイル滴がガスから落ちます。入口には、ひび割れたポンプオイルと水を凝縮して入口に戻すために、室内の空気で冷却されるルーバーが付いている場合があります（ポンプは通常40 K高温です）。これらのポンプを高真空システム（ポンプへのガスの流入が非常に少なくなる）で使用する場合、分子状オイルの逆流によるシステム全体の汚染が重大な懸念事項となります。

多くの単純な機構と同様に、ロータリーベーンポンプがいつ発明されたかは不明です。アゴスティーノ・ラメッリが 1588 年に著した「アゴスティーノ・ラメッリ大尉の多種多様な独創的な機械」には、ロータリーベーンポンプの説明と彫刻^[1]が他の種類のロータリーポンプとともに掲載されており、この設計が当時知られていたことがうかがえます。最近では、ベーンポンプは 19 世紀の特許記録にも登場します。1858 年、W. ピアスに「ロータリーポンプの新しい有用な改良」に関する米国特許が付与されました。この特許では、従来の技術として「偏心した内面と関連して使用される」スライディングブレードが認められていました^{[2] 。1874 年、}ニューブランズウィック州サックビルのチャールズ・C・バーンズにカナダの特許が付与されました。^{[3] [4] [5]}それ以来、ガス用の可変ベーンポンプ（1909年）など、さまざまな改良が行われてきました。^[6]

ベーン ポンプの主な利点の 1 つは、設計が、スパー ギア ポンプやジェローターポンプなどの固定容量ポンプではなく、可変容量ポンプになりやすいことです。ローターから偏心リングまでの中心線距離を使用して、ポンプの容量を決定します。偏心リングをローターに対して旋回または移動させることで、容量を変えることができます。偏心リングが十分に移動すれば、ベーン ポンプを逆方向にポンプすることも可能です。ただし、両方向にポンプするようにパフォーマンスを最適化することはできません。これは、非常に興味深い油圧制御オイル ポンプになる可能性があります。

可変容量型ベーンポンプは省エネ装置として使用され、自動車のトランスミッションを含む多くの用途で30年以上使用されてきました。^{[7] [8] [9]}

• 外部（ヘッド、ケーシング） - 鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、鋼、真鍮、プラスチック、ステンレス鋼
• ベーン、プッシュロッド – カーボングラファイト、PEEK
• エンドプレート – カーボングラファイト
• シャフトシール - コンポーネントメカニカルシール、業界標準カートリッジメカニカルシール、磁気駆動ポンプ
• パッキン – 一部のベンダーから入手可能ですが、通常、薄い液体のサービスには推奨されません。

• ガイドローターコンプレッサー
• パワープラススーパーチャージャー

• H. ユージン バセットの連結式ディスプレーサー コンプレッサー
• ベーンポンプアニメーション