JP2001153074A - 非等幅歯を有するシングルスクリューコンプレッサ - Google Patents
非等幅歯を有するシングルスクリューコンプレッサInfo
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 省エネルギー効果を持つシングルスクリュー
コンプレッサを提供すること。 【解決手段】 スクリュー１の歯とピニオンギヤー２の
歯を両方とも非等幅歯にした。スクリューの高圧部の外
形を円錐状にかつ低圧部の外形を円柱状に形成すること
は好ましい。ピニオンギヤーとスクリューの溝とが閉合
されるときの閉合角度は６０°〜６６°の範囲にあるこ
とが好ましい。
コンプレッサを提供すること。 【解決手段】 スクリュー１の歯とピニオンギヤー２の
歯を両方とも非等幅歯にした。スクリューの高圧部の外
形を円錐状にかつ低圧部の外形を円柱状に形成すること
は好ましい。ピニオンギヤーとスクリューの溝とが閉合
されるときの閉合角度は６０°〜６６°の範囲にあるこ
とが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエネルギーを節約で
きるシングルスクリューコンプレッサに関する。
きるシングルスクリューコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】シングルスクリューコンプレッサは１９
６０年の発明以来、改善によりいろいろな型に更新さ
れ、それに関する技術が熟している。振動及び騒音が小
さく且つ信頼性が高いという特長が知られている。シン
グルスクリューコンプレッサは既に、空気コンプレッ
サ、加工コンプレッサ、エアコンプレッサ、及び熱ポン
プ等の各業種に使用されている。
６０年の発明以来、改善によりいろいろな型に更新さ
れ、それに関する技術が熟している。振動及び騒音が小
さく且つ信頼性が高いという特長が知られている。シン
グルスクリューコンプレッサは既に、空気コンプレッ
サ、加工コンプレッサ、エアコンプレッサ、及び熱ポン
プ等の各業種に使用されている。
【０００３】シングルスクリューコンプレッサにおける
スクリュー及びピニオンギヤーは両方ともＣ型（円柱
型）とＰ型（平面型）とを有し、これにより図２に示し
たＣＣ、ＣＰ、ＰＣ、ＰＰの四つの型のシングルスクリ
ューコンプレッサを構成する。中でもＣＰ型が最も広い
範囲で使用され、生産量も最も多くなっている。
スクリュー及びピニオンギヤーは両方ともＣ型（円柱
型）とＰ型（平面型）とを有し、これにより図２に示し
たＣＣ、ＣＰ、ＰＣ、ＰＰの四つの型のシングルスクリ
ューコンプレッサを構成する。中でもＣＰ型が最も広い
範囲で使用され、生産量も最も多くなっている。
【０００４】従来のＣＰ型のシングルスクリューコンプ
レッサは、その構造を図１に示しており、１本のスクリ
ュー１と、二つのピニオンギヤー２と、本体６とを備え
るものである。通常、スクリューのスレッドは６で、ピ
ニオンギヤーの歯数は１１である。圧縮比が大きいほど
スクリューのスレッドが多くなる。
レッサは、その構造を図１に示しており、１本のスクリ
ュー１と、二つのピニオンギヤー２と、本体６とを備え
るものである。通常、スクリューのスレッドは６で、ピ
ニオンギヤーの歯数は１１である。圧縮比が大きいほど
スクリューのスレッドが多くなる。
【０００５】図３はスクリューとピニオンギヤーとの噛
み合い状態の局部断面図である。ピニオンギヤーの歯の
左右両側の母線８と回転中心線との距離が等距離である
とする。即ち、左半分の歯と右半分の歯は、その幅が互
いに同じである。
み合い状態の局部断面図である。ピニオンギヤーの歯の
左右両側の母線８と回転中心線との距離が等距離である
とする。即ち、左半分の歯と右半分の歯は、その幅が互
いに同じである。
【０００６】図４では、ピニオンギヤーの歯Ａは既にス
クリューの溝に入り、溝を閉合（closing）して、吸気
工程が完了状態にあり、この時点のピニオンギヤーの歯
Ｂは、空気の圧縮途中の状態にあって、この場合に気体
の圧力はまだ低いが、ピニオンギヤーの歯Ｃは気体を高
圧力へ圧縮して、まもなく排気工程を開始する。この様
なコンプレッサは他の種のコンプレッサと比べて、省エ
ネルギー化できない欠点があり、吐出量が少ない場合に
は適していない。
クリューの溝に入り、溝を閉合（closing）して、吸気
工程が完了状態にあり、この時点のピニオンギヤーの歯
Ｂは、空気の圧縮途中の状態にあって、この場合に気体
の圧力はまだ低いが、ピニオンギヤーの歯Ｃは気体を高
圧力へ圧縮して、まもなく排気工程を開始する。この様
なコンプレッサは他の種のコンプレッサと比べて、省エ
ネルギー化できない欠点があり、吐出量が少ない場合に
は適していない。
【０００７】ＣＰ型のシングルスクリューコンプレッサ
については、ほかのパラメーターが変わらない条件で、
ピニオンギヤーの直径を適度に大きくすれば、エネルギ
ー容積比（specific energy requirement）を下げるこ
とができ、旦つ吐出量を増加することもできる。しか
し、ピニオンギヤーの直径を大きくすると共にスクリュ
ーの溝を深くしなければならないので、それに伴い歯溝
の容積やコンプレッサの吐出量が増大する。
については、ほかのパラメーターが変わらない条件で、
ピニオンギヤーの直径を適度に大きくすれば、エネルギ
ー容積比（specific energy requirement）を下げるこ
とができ、旦つ吐出量を増加することもできる。しか
し、ピニオンギヤーの直径を大きくすると共にスクリュ
ーの溝を深くしなければならないので、それに伴い歯溝
の容積やコンプレッサの吐出量が増大する。
【０００８】吐出量を変えないためには、スクリューの
直径を小さくする必要がある。このため、スクリュー円
周の速度が低くなり、潤滑油によるスクリューと本体ボ
ディとの間の粘性せん断損失が小さくなる。また、スク
リューの直径が小さくなると共にスクリューの漏れ通路
が減少し、コンプレッサの容積効率が高まることにより
省エネルギー化を実現できる。しかし、従来の技術では
ピニオンギヤーの直径を大きくすることが制限されてい
る。
直径を小さくする必要がある。このため、スクリュー円
周の速度が低くなり、潤滑油によるスクリューと本体ボ
ディとの間の粘性せん断損失が小さくなる。また、スク
リューの直径が小さくなると共にスクリューの漏れ通路
が減少し、コンプレッサの容積効率が高まることにより
省エネルギー化を実現できる。しかし、従来の技術では
ピニオンギヤーの直径を大きくすることが制限されてい
る。
【０００９】図５に示すように、スクリューが同時に二
つのピニオンギヤーと噛み合っているので、ピニオンギ
ヤー２（ピニオンギヤーの取り付けるベース７も含む）
がスクリューの一つの歯溝に入るスペースはその歯溝の
半円部分しかない、即ち、≦180°である。ベースの剛
性を保証するため、または取り付けやすくするために
は、スクリュー断面におけるピニオンギヤーとピニオン
ギヤーベースとの角度θ 1が決まった後に一つ歯溝が占
める最大角度θ2は、θ2＝180°−θ1となる。図３にお
いて、θ3はピニオンギヤーの最大回転角度である。ピ
ニオンギヤーの歯が歯溝を閉合する溝から脱出するまで
のθ３とθ2の関係は、θ3＝θ2×Ｚ1／Ｚ 2である。こ
こで、Ｚ1はスクリューのスレッド、Ｚ2はピニオンギヤ
ーの歯の本数である。図３は、従来の技術条件において
θ3が最大値になる際にピニオンギヤー直径の最大限度
になるものを示している。
つのピニオンギヤーと噛み合っているので、ピニオンギ
ヤー２（ピニオンギヤーの取り付けるベース７も含む）
がスクリューの一つの歯溝に入るスペースはその歯溝の
半円部分しかない、即ち、≦180°である。ベースの剛
性を保証するため、または取り付けやすくするために
は、スクリュー断面におけるピニオンギヤーとピニオン
ギヤーベースとの角度θ 1が決まった後に一つ歯溝が占
める最大角度θ2は、θ2＝180°−θ1となる。図３にお
いて、θ3はピニオンギヤーの最大回転角度である。ピ
ニオンギヤーの歯が歯溝を閉合する溝から脱出するまで
のθ３とθ2の関係は、θ3＝θ2×Ｚ1／Ｚ 2である。こ
こで、Ｚ1はスクリューのスレッド、Ｚ2はピニオンギヤ
ーの歯の本数である。図３は、従来の技術条件において
θ3が最大値になる際にピニオンギヤー直径の最大限度
になるものを示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すエアコンプ
レッサ運転状態から次のことが分かる。高圧段階で気体
の圧縮工程及び排気工程はスクリュー軸の中心から離れ
る位置で実行され、圧縮されたエアにより生じたスクリ
ュー軸中心に対するモーメントと、そのモーメントに抵
抗するスクリューの必要な仕事が大きいため、コンプレ
ッサが消費するエネルギーが大きい。
レッサ運転状態から次のことが分かる。高圧段階で気体
の圧縮工程及び排気工程はスクリュー軸の中心から離れ
る位置で実行され、圧縮されたエアにより生じたスクリ
ュー軸中心に対するモーメントと、そのモーメントに抵
抗するスクリューの必要な仕事が大きいため、コンプレ
ッサが消費するエネルギーが大きい。
【００１１】それ故に本発明の課題は、省エネルギー効
果を持つシングルスクリューコンプレッサを提供するこ
とにある。
果を持つシングルスクリューコンプレッサを提供するこ
とにある。
【００１２】本発明の他の課題は、主軸、本体ボディ、
スクリュー、及びピニオンギヤーより構成され、吐出量
が大きい、エネルギー比高い、体積小さい及びベースの
剛性良い且つ使用寿命長い等の特長をもつシングルスク
リューコンプレッサを提供することにある。
スクリュー、及びピニオンギヤーより構成され、吐出量
が大きい、エネルギー比高い、体積小さい及びベースの
剛性良い且つ使用寿命長い等の特長をもつシングルスク
リューコンプレッサを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、主軸、
本体ボディ、スクリュー、及びピニオンギヤーを含むシ
ングルスクリューコンプレッサであって、前記スクリュ
ーの歯と前記ピニオンギヤーの歯は、両方とも非等幅歯
であることを特徴とするシングルスクリューコンプレッ
サが得られる。
本体ボディ、スクリュー、及びピニオンギヤーを含むシ
ングルスクリューコンプレッサであって、前記スクリュ
ーの歯と前記ピニオンギヤーの歯は、両方とも非等幅歯
であることを特徴とするシングルスクリューコンプレッ
サが得られる。
【００１４】前記スクリューの高圧部の外形は円錐状に
形成され、前記スクリューの低圧部の外形は円柱状に形
成されていてもよい。
形成され、前記スクリューの低圧部の外形は円柱状に形
成されていてもよい。
【００１５】前記ピニオンギヤーと前記スクリューの溝
とを閉合することになる閉合角度は６０°〜６６°の範
囲にあってもよい。
とを閉合することになる閉合角度は６０°〜６６°の範
囲にあってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明のコンプレッサをさらに詳細に説明する。
明のコンプレッサをさらに詳細に説明する。
【００１７】１．非等幅歯の場合 図６は本発明の局部噛み合い構造図である。ピニオンギ
ヤーの歯の左右両側の母線８と回転中心線との距離は同
じではない。即ち、左半部と右半部の歯の幅が同じでは
ない。これを、従来の等幅歯ピニオンギヤーと区別する
ため、“非等幅歯”と呼ぶ。当然スクリューの歯も非等
幅歯になる。
ヤーの歯の左右両側の母線８と回転中心線との距離は同
じではない。即ち、左半部と右半部の歯の幅が同じでは
ない。これを、従来の等幅歯ピニオンギヤーと区別する
ため、“非等幅歯”と呼ぶ。当然スクリューの歯も非等
幅歯になる。
【００１８】比較しやすいために、ほかのパラメーター
が全く同じ場合における従来に使われたピニオンギヤー
の歯の形状と非等幅歯の形伏とをそれぞれ図７に示す実
線と両点線で表す。図７から分かるように、この２種の
ピニオンギヤーの最大回転角度が互いに同じである場
合、非等幅歯ピニオンギヤーの直径は従来のピニオンギ
ヤーの直径よりΔｄ2だけ大きくなり、スクリュー外形
を円柱とすると、Δｄ2は下記の式で計算される。
が全く同じ場合における従来に使われたピニオンギヤー
の歯の形状と非等幅歯の形伏とをそれぞれ図７に示す実
線と両点線で表す。図７から分かるように、この２種の
ピニオンギヤーの最大回転角度が互いに同じである場
合、非等幅歯ピニオンギヤーの直径は従来のピニオンギ
ヤーの直径よりΔｄ2だけ大きくなり、スクリュー外形
を円柱とすると、Δｄ2は下記の式で計算される。
【００１９】Δｄ2=2√[(b/2・B1)tgθ4+√(d2/2)2‐(b
/2)２]2+B1 2−d2 前記スクリュー外形が変化された時には、非等幅歯ピニ
オンギヤーを採用することによりピニオンギヤーの直径
を増大できるが、ピニオンギヤーの直径増量に対する数
学式を直す、または描くことによってピニオンギヤーの
直径が求められる。
/2)２]2+B1 2−d2 前記スクリュー外形が変化された時には、非等幅歯ピニ
オンギヤーを採用することによりピニオンギヤーの直径
を増大できるが、ピニオンギヤーの直径増量に対する数
学式を直す、または描くことによってピニオンギヤーの
直径が求められる。
【００２０】従来のものと比べて、非等幅歯技術は以下
の特徴を有している。
の特徴を有している。
【００２１】（１）吐出量を大きくし、且つエネルギー
比を高めることができる。市販の３０ｋｗのシングルス
クリューエアコン用コンプレッサに前記非等幅歯を採用
したピニオンギヤーの直径を大きくした結果、吐出量を
２０％、エネルギー比を５％向上させることができる。
比を高めることができる。市販の３０ｋｗのシングルス
クリューエアコン用コンプレッサに前記非等幅歯を採用
したピニオンギヤーの直径を大きくした結果、吐出量を
２０％、エネルギー比を５％向上させることができる。
【００２２】（２）エネルギー比を高めると共にコンプ
レッサの体積や重量を減らすことが可能である。また、
ピニオンギヤーの直径を増大すると共に吐出量の増大も
できる。吐出量が変わらないとすれば、スクリュー直径
を小さくする必要がある。従って、エネルギー比を高め
ると共にコンプレッサの体積や重量を減らすことができ
る。
レッサの体積や重量を減らすことが可能である。また、
ピニオンギヤーの直径を増大すると共に吐出量の増大も
できる。吐出量が変わらないとすれば、スクリュー直径
を小さくする必要がある。従って、エネルギー比を高め
ると共にコンプレッサの体積や重量を減らすことができ
る。
【００２３】（３）吐出量が少ないシングルスクリュー
コンプレッサの技術発展の促進もできる。シングルスク
リューコンプレッサの吐出量が小さくなればなるほどエ
ネルギー消費率が悪化するので、他の機種と競争できな
い。シングルスクリューエアコン用のコンプレッサに使
われている最も小さいモータのパーワは３０ｋｗである
が、前記非等幅歯技術を採用するならばモータのパーワ
が１５ｋｗであるシングルスクリューエアコン用のコン
プレッサを作製できる。
コンプレッサの技術発展の促進もできる。シングルスク
リューコンプレッサの吐出量が小さくなればなるほどエ
ネルギー消費率が悪化するので、他の機種と競争できな
い。シングルスクリューエアコン用のコンプレッサに使
われている最も小さいモータのパーワは３０ｋｗである
が、前記非等幅歯技術を採用するならばモータのパーワ
が１５ｋｗであるシングルスクリューエアコン用のコン
プレッサを作製できる。
【００２４】（４）ピニオンギヤーを取り付けるベース
の剛性を向上させ、ピニオンギヤーの使用寿命も長くな
る。ピニオンギヤーの直径が同じ場合は、非等幅歯ピニ
オンギヤーのθ3が小さくなり、θ１が大きくなる。こ
のため、べースの高さ及び剛性を増大できると共にピニ
オンギヤーの使用寿命が長くなる。ピニオンギヤーの直
径を大きくする場合は、ピニオンギヤー側面の噛み合い
面積が大きくなるにしたがい、ピニオンギヤーの寿命が
長くなる。換言すると、ピニオンギヤーの直径を大きく
することができ、同時に剛性を向上させることもでき
る。
の剛性を向上させ、ピニオンギヤーの使用寿命も長くな
る。ピニオンギヤーの直径が同じ場合は、非等幅歯ピニ
オンギヤーのθ3が小さくなり、θ１が大きくなる。こ
のため、べースの高さ及び剛性を増大できると共にピニ
オンギヤーの使用寿命が長くなる。ピニオンギヤーの直
径を大きくする場合は、ピニオンギヤー側面の噛み合い
面積が大きくなるにしたがい、ピニオンギヤーの寿命が
長くなる。換言すると、ピニオンギヤーの直径を大きく
することができ、同時に剛性を向上させることもでき
る。
【００２５】“非等幅歯”と従来のものとの区別は母線
の位置を変更することのみによって、ギヤーの左右半分
の歯の幅を変更することである。ピニオンギヤーの噛み
合い面（側面）はスクリュー歯の共役曲面であり、この
ギヤー歯の面とスクリュー溝の加工は切削工具の位置を
移動するだけで加工できる。
の位置を変更することのみによって、ギヤーの左右半分
の歯の幅を変更することである。ピニオンギヤーの噛み
合い面（側面）はスクリュー歯の共役曲面であり、この
ギヤー歯の面とスクリュー溝の加工は切削工具の位置を
移動するだけで加工できる。
【００２６】２．閉合角度の増大 図１６に示す角度θ5は閉合角度である。この時点のピ
ニオンギヤーはスクリュー溝に入ったところで、溝を閉
合している。従来のものでは、その閉合角度が約60°で
ある。図１６は、θ３が変わらない場合に、θ５よりΔ
θ分を増やすと、ピニオンギヤーの直径をΔｄ2だけ大
きくすることができることを表している。従って、省エ
ネルギー化または叶出量の増大化が可能であり、従来の
もの全てに比較し利点を有している。なお、θ5＋Δθ
の最適値は60°<（θ5＋Δθ）≦66°である。
ニオンギヤーはスクリュー溝に入ったところで、溝を閉
合している。従来のものでは、その閉合角度が約60°で
ある。図１６は、θ３が変わらない場合に、θ５よりΔ
θ分を増やすと、ピニオンギヤーの直径をΔｄ2だけ大
きくすることができることを表している。従って、省エ
ネルギー化または叶出量の増大化が可能であり、従来の
もの全てに比較し利点を有している。なお、θ5＋Δθ
の最適値は60°<（θ5＋Δθ）≦66°である。
【００２７】３．変直径スクリュー 前述したように、従来のＣＰ型コンプレッサにおいて、
高圧段階の圧縮と排気はスクリュー軸中心から離れる位
置において実行されるので、エネルギー消費が大きい。
本発明はこの欠点を無くすために、スクリュー高圧部の
直径を小さくし、スクリュー軸の中心に近い位置におい
て高圧段階の圧縮及び排気の工程を実行させる。これに
よって省エネルギー化を達成できる。
高圧段階の圧縮と排気はスクリュー軸中心から離れる位
置において実行されるので、エネルギー消費が大きい。
本発明はこの欠点を無くすために、スクリュー高圧部の
直径を小さくし、スクリュー軸の中心に近い位置におい
て高圧段階の圧縮及び排気の工程を実行させる。これに
よって省エネルギー化を達成できる。
【００２８】図８〜図ｌ３には、様々な実施の形態を例
として示す。図９は、スクリュー高圧部の外形は円錐状
面で、低圧部の外形は円柱状面である構造を示し、図８
は、スクリュー高圧部と低圧部の外形は全て円錐状面に
なっている構造を示した。
として示す。図９は、スクリュー高圧部の外形は円錐状
面で、低圧部の外形は円柱状面である構造を示し、図８
は、スクリュー高圧部と低圧部の外形は全て円錐状面に
なっている構造を示した。
【００２９】図８の構造は省エネルギーの立場から考え
るとあまり良い構造ではないと考えられる。この場合に
は、気体の低圧部における圧縮工程はスクリュー軸中心
から遠く離れた側で実行されることによりエネルギーの
消費が大きく、高圧部における圧縮工程はスクリュー軸
中心に近い側で実行されるので、エネルギーの消費が小
さい。高圧部の圧力が低圧部よりかなり高いので、エネ
ルギーの増大よりも低減のほうが大きくなり、したがっ
てエネルギー消費総量は低減する。
るとあまり良い構造ではないと考えられる。この場合に
は、気体の低圧部における圧縮工程はスクリュー軸中心
から遠く離れた側で実行されることによりエネルギーの
消費が大きく、高圧部における圧縮工程はスクリュー軸
中心に近い側で実行されるので、エネルギーの消費が小
さい。高圧部の圧力が低圧部よりかなり高いので、エネ
ルギーの増大よりも低減のほうが大きくなり、したがっ
てエネルギー消費総量は低減する。
【００３０】圧縮比を大きくすればするほどエネルギー
の消費が小さくなる。通常で最も使われている排気圧力
が０．７Ｍpaのシングルスクリュー空気コンプレッサを
例にすると、動力計算により明かなように、非等幅歯を
使用する場合は、スクリューの半錐角度を２０°とした
ときには従来のＣＰ型のものに比べ約８％のエネルギー
を節約でき、スクリューの半錐角度を２５°としたとき
には約１０％のエネルギーを節約できる。但し、半錐角
度が大きすぎると、それに対するエネルギーの節約効果
がなくなり、スクリューが軸方向に受ける力もまたコン
プレッサの体積も著しく増大する。このため、半錐角度
が４５°を超えないことが望ましい。従来のＰＰ型シン
グルスクリューコンプレッサと比べ、約９０°の半錐角
度では軸方向の力が小さいので、従来のＰＰ型のように
２本スクリューをペアで使用する必要がない。
の消費が小さくなる。通常で最も使われている排気圧力
が０．７Ｍpaのシングルスクリュー空気コンプレッサを
例にすると、動力計算により明かなように、非等幅歯を
使用する場合は、スクリューの半錐角度を２０°とした
ときには従来のＣＰ型のものに比べ約８％のエネルギー
を節約でき、スクリューの半錐角度を２５°としたとき
には約１０％のエネルギーを節約できる。但し、半錐角
度が大きすぎると、それに対するエネルギーの節約効果
がなくなり、スクリューが軸方向に受ける力もまたコン
プレッサの体積も著しく増大する。このため、半錐角度
が４５°を超えないことが望ましい。従来のＰＰ型シン
グルスクリューコンプレッサと比べ、約９０°の半錐角
度では軸方向の力が小さいので、従来のＰＰ型のように
２本スクリューをペアで使用する必要がない。
【００３１】図１４にはスクリューの高圧部の外形を直
径が小さい円柱状面に変更し、また、両円柱状面の間に
比較的大きい半円錐角を持つ一部円錐面を有するものを
示した。
径が小さい円柱状面に変更し、また、両円柱状面の間に
比較的大きい半円錐角を持つ一部円錐面を有するものを
示した。
【００３２】図１５に、それぞれ高、低圧部におけるピ
ニオンギヤー歯の母線との交点Ａとピニオンギヤーの回
転中心Ｏとを結ぶ直線と、低圧部におけるピニオンギヤ
ー歯の母線ABとを互いに垂直にすることを示す。母線AB
の長さはピニオンギヤーの寿命に関わり、母線ABが長い
ほどピニオンギヤーの寿命は長くなる。従って、スクリ
ュー高圧部の直径を小さくした場合は、母線ABを長くす
るため、及び、なるべく多くのピニオンギヤーが同時に
噛み合いできるために、角度θ５を適度に小さくしたほ
うが良い。
ニオンギヤー歯の母線との交点Ａとピニオンギヤーの回
転中心Ｏとを結ぶ直線と、低圧部におけるピニオンギヤ
ー歯の母線ABとを互いに垂直にすることを示す。母線AB
の長さはピニオンギヤーの寿命に関わり、母線ABが長い
ほどピニオンギヤーの寿命は長くなる。従って、スクリ
ュー高圧部の直径を小さくした場合は、母線ABを長くす
るため、及び、なるべく多くのピニオンギヤーが同時に
噛み合いできるために、角度θ５を適度に小さくしたほ
うが良い。
【００３３】スクリュー溝の形状を維持して外形のみを
改良したことにより、スクリューの加工またはコンプレ
ッサに悪い影響を与えない。シングルスクリューコンプ
レッサの主な特長を維持しながら消費するエネルギーを
かなり低減できる。
改良したことにより、スクリューの加工またはコンプレ
ッサに悪い影響を与えない。シングルスクリューコンプ
レッサの主な特長を維持しながら消費するエネルギーを
かなり低減できる。
【００３４】スクリュー外形の輪郭線は、直線９（図８
と図９を参照）、曲線１０（図ｌＯと図１１を参照）、
折れ線１１（図１２と図１３を参照）またはこれらの何
らかの組み合わせである。
と図９を参照）、曲線１０（図ｌＯと図１１を参照）、
折れ線１１（図１２と図１３を参照）またはこれらの何
らかの組み合わせである。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
省エネルギー効果を持つシングルスクリューコンプレッ
サを提供することができる。
省エネルギー効果を持つシングルスクリューコンプレッ
サを提供することができる。
【００３６】さらに本発明によれば、主軸、本体ボデ
ィ、スクリュー、及びピニオンギヤーより構成され、吐
出量が大きい、エネルギー比高い、体積小さい及びベー
スの剛性良い且つ使用寿命長い等の特長をもつシングル
スクリューコンプレッサを提供することができる。
ィ、スクリュー、及びピニオンギヤーより構成され、吐
出量が大きい、エネルギー比高い、体積小さい及びベー
スの剛性良い且つ使用寿命長い等の特長をもつシングル
スクリューコンプレッサを提供することができる。
【図１】従来のＣＰ型シングルスクリューコンプレッサ
の断面図である。
の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、従来の四つの型のシングル
スクリューコンプレッサの斜視図である。
スクリューコンプレッサの斜視図である。
【図３】図１に示したピニオンギヤーとスクリューとの
噛み合い状態を示す拡大断面図である。
噛み合い状態を示す拡大断面図である。
【図４】図１に示したコンプレッサにおける気体の圧縮
段階での噛み合い状態を示す拡大断面図である。
段階での噛み合い状態を示す拡大断面図である。
【図５】本発明に係る２個のピニオンギヤーがスクリュ
ーに同時に噛み合った状態の断面図である。
ーに同時に噛み合った状態の断面図である。
【図６】本発明のシングルスクリューコンプレッサにお
けるピニオンギヤーがスクリューに噛み合った状態の拡
大断面図である。
けるピニオンギヤーがスクリューに噛み合った状態の拡
大断面図である。
【図７】本発明における非等幅歯と従来の等幅歯との比
較図である。
較図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るシングルスク
リューコンプレッサの要部の説明図である。
リューコンプレッサの要部の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るシングルスク
リューコンプレッサの要部の説明図である。
リューコンプレッサの要部の説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るシングルス
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るシングルス
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係るシングルス
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係るシングルス
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
【図１４】本発明の第７の実施の形態に係るシングルス
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
クリューコンプレッサの要部の説明図である。
【図１５】線OAと低圧部の母線ABとの関係図である。
【図１６】図８〜図１４に係るコンプレッサの閉合角度
と従来のコンプレッサの閉合角度との比較図である。
と従来のコンプレッサの閉合角度との比較図である。
１ スクリュー ２ ピニオンギヤー ６ 本体 ８ 母線 ９ 直線 １０ 曲線 １１ 折れ線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ００１０７９５０．６ (32)優先日 平成12年６月１日(2000．6．1) (33)優先権主張国 中国（ＣＮ） (72)発明者 チアン チァ 中華人民共和国，528305，コアントォオ ン，シュントォ，ルウォンクゥイ タウ ン，ハイウェイチァシュ ロード，ナンバ ー 35
Claims (3)
- 【請求項１】 主軸、本体ボディ、スクリュー、及びピ
ニオンギヤーを含むシングルスクリューコンプレッサで
あって、前記スクリューの歯と前記ピニオンギヤーの歯
は、両方とも非等幅歯であることを特徴とするシングル
スクリューコンプレッサ。 - 【請求項２】 前記スクリューの高圧部の外形は円錐状
に形成され、前記スクリューの低圧部の外形は円柱状に
形成されている請求項１に記載のシングルスクリューコ
ンプレッサ。 - 【請求項３】 前記ピニオンギヤーと前記スクリューの
溝とを閉合（closing）することになる閉合角度は６０
°〜６６°の範囲にある請求項１に記載のシングルスク
リューコンプレッサ。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081788A1 (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Daikin Industries, Ltd. | スクリュー圧縮機 |
| CN105937608A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-09-14 | 中山爱耕压缩机有限公司 | 一种单螺杆膨胀机 |
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Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1445383A1 (fr) * | 2003-01-29 | 2004-08-11 | Jean-Pierre Budliger | Installation flottante de récupération d'un fluide non miscible dans l'eau |
| CN100408240C (zh) * | 2006-04-03 | 2008-08-06 | 西安交通大学 | 多圆柱铣削包络的单螺杆压缩机齿面型线构成方法 |
| JP4169069B2 (ja) * | 2006-11-24 | 2008-10-22 | ダイキン工業株式会社 | 圧縮機 |
| JP4155330B1 (ja) * | 2007-05-14 | 2008-09-24 | ダイキン工業株式会社 | シングルスクリュー圧縮機 |
| JP4183015B1 (ja) * | 2007-06-22 | 2008-11-19 | ダイキン工業株式会社 | シングルスクリュー圧縮機およびその組立方法 |
| WO2009019882A1 (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-12 | Daikin Industries, Ltd. | シングルスクリュー圧縮機およびスクリューロータの加工方法 |
| US8348648B2 (en) * | 2007-08-07 | 2013-01-08 | Daikin Industries, Ltd. | Single screw compressor |
| JP4404115B2 (ja) * | 2007-08-13 | 2010-01-27 | ダイキン工業株式会社 | スクリュー圧縮機 |
| CN101889143A (zh) * | 2007-12-07 | 2010-11-17 | 大金工业株式会社 | 单螺杆压缩机 |
| CN101424266B (zh) * | 2008-12-22 | 2010-12-15 | 李锦上 | 斜向星轮单螺杆压缩机 |
| JP4666086B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2011-04-06 | ダイキン工業株式会社 | シングルスクリュー圧縮機 |
| CN101655032A (zh) * | 2009-09-30 | 2010-02-24 | 李锦上 | 单螺杆发动机及其能量转换方法 |
| CN101886629B (zh) * | 2010-07-29 | 2012-05-30 | 深圳振华亚普精密机械有限公司 | 小比功率单螺杆压缩机 |
| CN102094819A (zh) * | 2011-03-07 | 2011-06-15 | 艾赫威(北京)科技有限公司 | 双椭圆产形面二次包络型线单螺杆压缩机 |
| WO2012141949A2 (en) * | 2011-04-11 | 2012-10-18 | Johnson Controls Technology Company | Noise attenuation system |
| US9057373B2 (en) | 2011-11-22 | 2015-06-16 | Vilter Manufacturing Llc | Single screw compressor with high output |
| US9186180B2 (en) | 2013-03-08 | 2015-11-17 | Stryker Trauma Sa | Rose gear for external fixation clamp |
| GB2581204B (en) * | 2019-02-11 | 2022-07-20 | J & E Hall Ltd | Screw compressor |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1338377A (en) * | 1920-02-19 | 1920-04-27 | John C Kopf | Mechanical movement |
| US3133695A (en) * | 1960-06-22 | 1964-05-19 | Zimmern Fernand | Compressors |
| FR1586832A (ja) * | 1968-02-08 | 1970-03-06 | ||
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| FR2148677A5 (ja) * | 1971-07-30 | 1973-03-23 | Zimmern Bernard | |
| US3945778A (en) * | 1974-10-22 | 1976-03-23 | Bernard Zimmern | Compressors and expansion machines of the single worm type |
| FR2296755A1 (fr) * | 1975-01-03 | 1976-07-30 | Rylewski Eugeniusz | Machine tournante a fluide a cylindree variable |
| FR2392757A1 (fr) * | 1977-06-02 | 1978-12-29 | Zimmern Bernard | Procede pour usiner la vis d'une machine de compression ou d'expansion et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| FR2444180A1 (fr) * | 1978-12-13 | 1980-07-11 | Zimmern Bernard | Machines volumetriques a vis et pignon comprenant plusieurs aretes de contact |
| FR2508113A1 (fr) * | 1981-06-17 | 1982-12-24 | Zimmern Bernard | Machine volumetrique a vis et pignons |
| FR2519712A1 (fr) * | 1982-01-14 | 1983-07-18 | Omphale Sa | Vis cylindro-conique pour machine volumetrique a vis et pignon |
| US4470781A (en) * | 1982-09-29 | 1984-09-11 | Bernard Zimmern | Positive displacement meshing screw machine |
| JPS6017284A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-29 | Daikin Ind Ltd | スクリユ−式流体作動機械 |
| CN1012002B (zh) * | 1985-12-10 | 1991-03-13 | 西安交通大学 | 一种用于压缩(或膨胀)机的螺杆啮合副 |
| US4880367A (en) * | 1986-02-28 | 1989-11-14 | Bein Thomas W | Rigid support structure for single screw compressors |
| US5082431A (en) * | 1986-07-03 | 1992-01-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Mechanical scavenging system for single screw compressors |
| US5087128A (en) * | 1990-04-06 | 1992-02-11 | Robert J. Matthews Co. | Method and apparatus for integrating nutritional supplements for subsequent mixing with livestock feed grain |
| US5129800A (en) * | 1991-07-17 | 1992-07-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Single screw interrupted thread positive displacement mechanism |
| JP3170882B2 (ja) * | 1992-07-24 | 2001-05-28 | ダイキン工業株式会社 | シングルスクリュー圧縮機 |
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- 2000-10-26 JP JP2000327483A patent/JP3807922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009081788A1 (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-02 | Daikin Industries, Ltd. | スクリュー圧縮機 |
| JP2009150314A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Daikin Ind Ltd | スクリュー圧縮機 |
| JP4623089B2 (ja) * | 2007-12-20 | 2011-02-02 | ダイキン工業株式会社 | スクリュー圧縮機 |
| CN101903659B (zh) * | 2007-12-20 | 2012-11-21 | 大金工业株式会社 | 螺杆压缩机 |
| US8992195B2 (en) | 2007-12-20 | 2015-03-31 | Daikin Industries, Ltd. | Screw compressor including a single screw rotor with first and second screw groove being bilaterally symmetric |
| CN105937608A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-09-14 | 中山爱耕压缩机有限公司 | 一种单螺杆膨胀机 |
| WO2023188988A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | ダイキン工業株式会社 | スクリュー圧縮機及び冷凍装置 |
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