JP2004092517A - Fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は被圧縮流体をシリンダの軸方向に連続的に圧縮するヘリカル式の流体圧縮機に係わり、特にローラの揺れ回りのよるローラとシリンダの接触を防止した流体圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
流体を圧縮する圧縮機にはレシプロタイプの他にロータリタイプの圧縮機が普及しているが、圧縮機構部にヘリカルブレードを採用したヘリカル圧縮機も採用されつつある。
【0003】
図3に示すように、従来のヘリカル圧縮機31は、シリンダ32と、このシリンダ32内に偏心にして配置されたローラ33と、このローラ33とシリンダ32との間に作動室34を区画形成する螺旋状のブレード35とからなるヘリカル式機構部36と、ローラ33をシリンダ32内で偏心回転させるためのクランクシャフト37と、このクランクシャフト37を回転駆動するための駆動部38を有しており、ローラ33は軸(長手)方向にその外径が常に一定の円筒形状をなしており、また、シリンダ32もその内径が軸方向に常に一定の中空円筒形状をなしており、ローラ外周面とシリンダ内周面間の間隙g0がクランク部37aと対向する位置を含め、軸方向の全長に渡って一定であった。
【0004】
このため、圧縮行程中、駆動部の回転力はクランクシャフト37を介してクランク部37aに伝達され、ローラ33を偏心回転(公転)させる。このローラ33の偏心回転により、ローラ33はシリンダ32の内周面に内接しながら摺動し、公転される。ローラ33の偏心回転によりシリンダ32とローラ33との間にブレード35により形成される各作動室34はシリンダ軸方向にヘリカル状に移動しながら容積が次第に小さくなるように体積変化する。各圧縮室は体積変化によりガス吸込孔39を経て吸込まれた冷媒が順次圧縮されて高圧化され、吐出孔40を経て吐出される。
【0005】
このような圧縮行程において、クランクシャフト37のクランク37a部及びローラ33のローラクランク部33aを介してローラ33が偏心回転するため、多少生じるローラ33の振れ回りにより、クランク部37aと対向する位置から離れるほどローラ33とシリンダ32が接触しやすくなり、騒音の発生要因となり、また、接触による凝着が生じ、信頼性を低下させるおそれがあった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、騒音の発生がなく静かで、信頼性の高い流体機械が要望されていた。
【0007】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、騒音の発生がなく静かで、信頼性の高い流体機械を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の1つの態様によれば、シリンダと、このシリンダ内に偏心して配置されローラクランク部が設けられたローラと、このローラとシリンダとの間に作動室を区画形成する螺旋状のブレードとを備えたヘリカル式機構部と、前記ローラクランク部を介して前記ローラをシリンダ内で偏心回転させるクランク部が設けられたクランクシャフトと、クランクシャフトを回転駆動するための駆動部と、クランクシャフトを支持する軸受を有する流体機械において、前記ローラの外周面と前記シリンダの内周面間の間隙が前記クランク部と対向する位置で最小となることを特徴とする流体機械が提供される。これにより、騒音の発生がなく静かで、信頼性の高い流体機械が実現される。
【0009】
好適な一例では、上記ローラは、その外径がクランク部と対向する部位で最大となる。これにより、確実にローラとシリンダの接触が防止される。
【0010】
また、他の好適な一例では、上記ローラの外径は、クランク部に対向する部位から離れるにつれ徐々に縮径する部分を有する。
【0011】
また、他の好適な一例では、上記流体機械は、圧縮機であり、上記ローラの外径の縮径率は、高圧側より低圧側で大きく形成される。これにより、高圧側と低圧側でアンバランスが発生しやすいガス圧縮の場合であっても、揺れ幅が大きい低圧側で間隙を最大にしてあるので、確実にローラとシリンダの接触が防止される。
【0012】
また、他の好適な一例では、上記ローラの外径の縮径部分は、テーパ加工により形成され、かつ、そのテーパ△rは、ローラクランク部の最大クリアランスをCmax、ローラクランク部の長さをLとするとき、△r≧Cmax/Lである。
【0013】
また、他の好適な一例では、上記シリンダは、その内径がクランク部に対応する部位で最小となる。これにより、確実にローラとシリンダの接触が防止される。
【0014】
また、他の好適な一例では、上記シリンダは、その内径がクランク部に対応する部位から離れるにつれ徐々に拡径する部分を有する。
【0015】
また、他の好適な一例では、上記流体機械は、圧縮機であり、上記シリンダの内径の拡径率は、高圧側より低圧側で大きく形成される。これにより、高圧側と低圧側でアンバランスが発生しやすいガス圧縮の場合であっても、揺れ幅が大きい低圧側で間隙を最大にしてあるので、確実にローラとシリンダの接触が防止される。
【0016】
また、他の好適な一例では、上記シリンダの内径の拡径部分は、テーパ加工により形成され、かつ、そのテーパ△cは、ローラクランク部の最大クリアランスをCmax、ローラクランク部の長さをLとするとき、△c≧Cmax/Lである。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる流体機械の第1実施形態について添付図面を参照して説明する。
【0018】
図1は本発明に係わる流体機械の第1実施形態としての横型ヘリカル圧縮機の縦断面図である。
【0019】
図1に示すように、流体圧縮機、例えば、横型ヘリカル圧縮機1は、電動機部2と、この電動機部2によって、クランクシャフト3を介して駆動される圧縮機構部4とを有して、圧縮機構部4には、支持脚5が取付けられている。
【0020】
上記電動機部2は、回転駆動手段をなし、合成樹脂などの絶縁材料からなるカバー7によって覆われたモータステータ8と、このモータステータ8内で回転するモータロータ9とからなっている。このモータロータ9からは、一側にクランク部3aを有する上記クランクシャフト3が圧縮機構部4側に延出されている。
【0021】
一方、圧縮機構部4は、シリンダ11と、クランクシャフト3に軸装されシリンダ11内に偏心して配置されローラクランク部12aが設けられたローラ(回転体)12と、このローラ12とシリンダ11間に、吸込管13が連通する吸込側から、吐出管14が連通する吐出側に向かい徐々にその容積が減少する複数の圧縮室15をシリンダ11の軸方向に沿って区画形成する螺旋状のブレード16とを有している。
【0022】
上記シリンダ11は、その内径が軸方向に常に一定の中空円筒形状をなしている。
【0023】
これに対して、ローラ12は、その外径が、クランクシャフト3のクランク部3aに対向する対向部位12pでは一定であり、この対向部位12pから両側に離れるにつれ徐々に大きく縮径して、その外形は略々樽状をなしている。従って、ローラ12の外径は、対向部位12pで最大となっている。なお、上記クランク部3aはシリンダ11の中心断面に対して多少高圧側に偏倚して形成されている。
【0024】
また、本実施形態のように流体機械がヘリカル圧縮機である場合には、ローラ12の低圧側が、高圧側に比べてより大きなテーパ(縮径率)で縮径されている。対向部位12pから離れるにつれ徐々に縮径される部分(縮径部分)は、そのテーパ△rが、ローラクランク部12aの最大クリアランスをCmax、ローラクランク部12aの長さをLとするとき、△r≧Cmax/Lであるのが好ましい。△r<Cmax/Lであると、ローラとシリンダが接触するおそれがある。なお、ローラの縮径はテーパ加工によって行われる。
【0025】
上記のように、シリンダ11はその内径が軸方向に常に一定であり、ローラ12の外径は対向部位12pで最大になるように形成されているので、ローラ12の外周面とシリンダの内周面間の間隙gは、対向部位12pのところで最小となり、両側にいくに従って増大し、低圧(吸込管13)側で最大になる。すなわち、クランク部3aの反偏倚側で最大になる。
【0026】
上記ブレード16は、ローラ12の外表面に形成されたブレード溝17に収納され、このブレード溝17は、断面形状が例えば略々矩形をなす一方、その溝ピッチはローラ12の軸方向に暫次小さくなるように形成されている。また、ブレード16は、ローラ12の偏心回転運動によりシリンダ11内周壁に拘束されてブレード溝17内を円滑に出し入れ摺動される。
【0027】
シリンダ11の両端部は、主軸受18及び副軸受19により閉塞され、主軸受18及び副軸受19は締付ボルト(図示せず)によりシリンダ11に螺着されている。また、ローラ12が偏心回転運動する際、ローラ12を公転させ、自転させないように自転防止機構20が設けられ、さらに、クランクシャフト3には、電動機部2及び圧縮機構部4を冷却するための冷却ファン21が設けられている。
【0028】
次に本第1実施形態の横型ヘリカル圧縮機の作用について説明する。
【0029】
図1に示すような横型ヘリカル圧縮機1の電動機部2に通電することにより、電動機部2が起動されてモータステータ8内に回転磁界が生じ、モータロータ9が回転駆動される。
【0030】
モータロータ9の回転力は出力シャフトであるクランクシャフト3を介してクランク部3aに伝達され、ローラ12を偏心回転(公転)させる。このローラ12の偏心回転により、ローラ12はシリンダ11の内周面に内接しながら摺動し、公転される。上記ローラ12の偏心回転によりシリンダ11とローラ12との間にブレード16により形成される各圧縮室15はシリンダ軸方向にヘリカル状に移動しながら容積が次第に小さくなるように体積変化する。各圧縮室15は体積変化により吸込管13を経て吸込まれた冷媒が順次圧縮されて高圧化され、吐出管6を経て吐出される。
【0031】
上記のような冷媒の圧縮過程において、クランクシャフト3のクランク部3a及びローラ12のクランク部12aを介してローラ12が偏心回転するため、ローラ12に多少振れ回りが生じるが、ローラ12の外周面とシリンダの内周面間の間隙は、対向部位12pから両側に向かっていくに従って増大しているため、ローラとシリンダとの接触がなくなり、騒音の発生もなく、また、接触による凝着も生じず、信頼性が向上する。また、クランク部が偏倚して設けられているガス圧縮の場合であっても、揺れ幅が大きい低圧側(クランク部の反偏倚側)で間隙を最大にしてあるので、確実にローラとシリンダの接触が防止される。
【0032】
また、本発明に係わる流体機械の第2実施形態について説明する。
【0033】
上記第1実施形態は、ローラがローラクランク部から両側に離れるにつれ徐々に大きく縮径して、その外形は略々樽状をなしているのに対して、本第2実施形態は、シリンダがクランク部に対応する位置から両側に離れるにつれ徐々に大きく拡径して、その内形は略々鼓状をなしている。
【0034】
例えば、図2に示すように、シリンダ11Aは、その内径が、クランクシャフト3Aのクランク部3Aaに対向する対向部位11Apでは一定であり、この対向部位11Apから両側に離れるにつれ徐々に大きく拡径して、その内形(シリンダ部形状)は略々鼓状をなしている。このときの徐々に縮径部分は、そのテーパ△cが、クランクシャフト3Aのクランク部3Aに対応するローラクランク部12Aaの最大クリアランスをCmax、ローラクランク部の長さをLとするとき、△c≧Cmax/Lであるのが好ましい。これに対して、ローラ12Aは、その外径が軸方向に常に一定の円筒形状をなしている。他の構成は図1に示す流体機械と異ならないので、同一符号を付して説明は省略する。
【0035】
従って、ローラ12Aの外周面とシリンダ11Aの内周面間の間隙gAは、シリンダ11Aの対向部位11Apのところで最小となり、両側にいくに従って増大し、低圧(吸込管13A)側で最大になる。これにより、ローラとシリンダとの接触がなくなり、騒音の発生もなく、また、接触による凝着も生じず、信頼性が向上する。また、ガス圧縮の場合であっても、揺れ幅が大きい低圧側で間隙を最大にしてあるので、確実にローラとシリンダの接触が防止される。
【0036】
【発明の効果】
本発明に係わる流体機械によれば、騒音の発生がなく静かで、信頼性の高い流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる流体機械の第1実施形態の縦断面図。
【図2】本発明に係わる流体機械の第2実施形態の縦断面図。
【図3】従来の流体機械の縦断面図。
【符号の説明】
1 横型ヘリカル圧縮機
2 電動機部
3 クランクシャフト
3aクランク部
4 圧縮機構部
5 支持脚
7 カバー
8 モータステータ
9 モータロータ
11 シリンダ
12 ローラ(回転体)
12a ローラクランク部
13 吸込管
14 吐出管
15 圧縮室
16 ブレード
17 ブレード溝
18 主軸受
19 副軸受
20 自転防止機構
21 冷却ファン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a helical fluid compressor that continuously compresses a fluid to be compressed in the axial direction of a cylinder, and more particularly to a fluid compressor that prevents contact between a roller and a cylinder due to swinging of the roller.
[0002]
[Prior art]
Rotary compressors other than reciprocating compressors are widely used as compressors for compressing fluids, and helical compressors employing helical blades in the compression mechanism are also being adopted.
[0003]
As shown in FIG. 3, the conventional
[0004]
Therefore, during the compression stroke, the rotational force of the drive unit is transmitted to the
[0005]
In such a compression stroke, since the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, there has been a demand for a fluid machine that is quiet and free of noise and has high reliability.
[0007]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide a quiet and highly reliable fluid machine without generating noise.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a working chamber is defined between a cylinder, a roller eccentrically disposed in the cylinder and provided with a roller crank portion, and the roller and the cylinder. A helical mechanism having a spiral blade to be formed, a crankshaft provided with a crank portion for eccentrically rotating the roller in the cylinder via the roller crank portion, and a crankshaft for rotationally driving the crankshaft. A fluid machine having a drive unit and a bearing for supporting a crankshaft, wherein a gap between an outer peripheral surface of the roller and an inner peripheral surface of the cylinder is minimized at a position facing the crank unit. Is provided. As a result, a quiet and highly reliable fluid machine without noise is realized.
[0009]
In a preferred example, the roller has a maximum outer diameter at a portion facing the crank portion. Thereby, the contact between the roller and the cylinder is reliably prevented.
[0010]
In another preferred example, the outer diameter of the roller has a portion that gradually decreases in diameter as the distance from the portion facing the crank portion increases.
[0011]
In another preferred example, the fluid machine is a compressor, and a reduction ratio of an outer diameter of the roller is larger on a low pressure side than on a high pressure side. Thus, even in the case of gas compression in which unbalance is likely to occur between the high pressure side and the low pressure side, the gap between the roller and the cylinder is reliably prevented because the gap is maximized on the low pressure side where the swing width is large. .
[0012]
In another preferred example, the reduced diameter portion of the outer diameter of the roller is formed by tapering, and the taper Δr is such that the maximum clearance of the roller crank portion is Cmax, and the length of the roller crank portion is Cmax. When L, Δr ≧ Cmax / L.
[0013]
In another preferred example, the inner diameter of the cylinder is minimized at a portion corresponding to a crank portion. Thereby, the contact between the roller and the cylinder is reliably prevented.
[0014]
In another preferred example, the cylinder has a portion whose inner diameter gradually increases as the inner diameter increases away from a portion corresponding to the crank portion.
[0015]
In another preferred example, the fluid machine is a compressor, and an expansion ratio of an inner diameter of the cylinder is larger on a low pressure side than on a high pressure side. Thus, even in the case of gas compression in which unbalance is likely to occur between the high pressure side and the low pressure side, the gap between the roller and the cylinder is reliably prevented because the gap is maximized on the low pressure side where the swing width is large. .
[0016]
In another preferred example, the enlarged diameter portion of the inner diameter of the cylinder is formed by tapering, and the taper Δc is such that the maximum clearance of the roller crank portion is Cmax and the length of the roller crank portion is L. △ c ≧ Cmax / L.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of a fluid machine according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a horizontal helical compressor as a first embodiment of a fluid machine according to the present invention.
[0019]
As shown in FIG. 1, a fluid compressor, for example, a horizontal
[0020]
The electric motor unit 2 comprises a
[0021]
On the other hand, the
[0022]
The
[0023]
On the other hand, the outer diameter of the
[0024]
Further, when the fluid machine is a helical compressor as in the present embodiment, the diameter of the low pressure side of the
[0025]
As described above, the inner diameter of the
[0026]
The
[0027]
Both ends of the
[0028]
Next, the operation of the horizontal helical compressor according to the first embodiment will be described.
[0029]
When the electric motor section 2 of the horizontal
[0030]
The rotational force of the
[0031]
In the process of compressing the refrigerant as described above, since the
[0032]
Further, a second embodiment of the fluid machine according to the present invention will be described.
[0033]
In the first embodiment, the roller gradually decreases in diameter as the roller moves away from the roller crank portion on both sides, and the outer shape is substantially barrel-shaped. The diameter gradually increases greatly away from the position corresponding to the crank portion on both sides, and the inner shape is substantially a drum shape.
[0034]
For example, as shown in FIG. 2, the inner diameter of the
[0035]
Therefore, the gap gA between the outer peripheral surface of the
[0036]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the fluid machine concerning this invention, a noise-free and quiet, highly reliable fluid machine can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a fluid machine according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the fluid machine according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a conventional fluid machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
12a Roller crank
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002255189A JP2004092517A (en) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | Fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002255189A JP2004092517A (en) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | Fluid machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004092517A true JP2004092517A (en) | 2004-03-25 |
JP2004092517A5 JP2004092517A5 (en) | 2005-08-18 |
Family
ID=32060770
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002255189A Withdrawn JP2004092517A (en) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | Fluid machine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004092517A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013087647A (en) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Otics Corp | Lifter structure |
-
2002
- 2002-08-30 JP JP2002255189A patent/JP2004092517A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013087647A (en) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Otics Corp | Lifter structure |
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