JP2004340060A - Two-screw type compressor - Google Patents

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JP2004340060A
JP2004340060A JP2003138657A JP2003138657A JP2004340060A JP 2004340060 A JP2004340060 A JP 2004340060A JP 2003138657 A JP2003138657 A JP 2003138657A JP 2003138657 A JP2003138657 A JP 2003138657A JP 2004340060 A JP2004340060 A JP 2004340060A
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JP
Japan
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screw
lubricating oil
double
thread
oil passage
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Application number
JP2003138657A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideto Nakao
英人 中尾
Kimiaki Matsukawa
公映 松川
Takuya Suganami
拓也 菅波
Satoshi Toukaku
里志 東覚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a two-screw type compressor which can reduce vibration and noise and can save power to be consumed, by mostly removing thrust load and rotating torque acting on a double-threaded screw. <P>SOLUTION: In the two-screw type compressor according to the invention, gas is introduced into a space between thread grooves so as to be conveyed, compressed and discharged continuously by rotation of a driving screw 6 and the follower screw 7. A pair of screw slots 21, 22 having the same configurations are formed in the peripheral side surface of the follower screw 7 symmetrical with the follower screw 7 at the positions with respect to a point. The projected area of the range surrounded by two curves of the addendum curve of the driving screw 6 and the addendum curve of the follower screw 7, in the plane of projection of the range where the follower screw 7 and the driving screw 6 engage, is equal to that of the screw slot 21, 22 exposed to an end face of the follower screw 7 on the discharge side. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば冷凍、空調機器等に使用され、低圧の気体を吸入して圧縮し、高圧の気体を吐出する二軸ネジ式圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の二軸ネジ式圧縮機は、一般的にスクリュー圧縮機の名前で知られている。その一例として、例えば特許文献1に開示されたスクリュー圧縮機では、駆動ネジと従動ネジの条数比を1対2とし、両ネジの歯先円直径を、条数が多い方である従動ネジのピッチ円直径と一致させるとともに、両ネジの歯形を、互いに共役なトロコイド系歯型にすることで、両ネジとそれらを内包するケーシングとによって理論的に完全に閉じ、かつ容積が最大となるネジ溝空間を画成し、ケーシングの内側端面の従動ネジの歯先円と歯元円との間に吐出口を設けたものである。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−20885号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の二軸式ネジ式圧縮機では、一条ネジおよび二条ネジのシール性能等を考慮しているものの、それぞれのネジの歯部およびネジ溝の幅や傾きにバランスがとれていなかったので、二条ネジに圧縮過程でスラスト荷重および回転トルクが生じてしまい、振動、騒音が大きいとともに、消費電力も大きく、また高価なスラスト軸受を使用しなければならないという問題点があった。
【0005】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、二条ネジに作用するスラスト荷重および回転トルクをほぼゼロにすることで、振動、騒音を低減できるとともに消費電力を節減できる等の二軸ネジ式圧縮機を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る二軸ネジ式圧縮機では、一条ネジおよび二条ネジの回転により、圧縮室内に気体を取り込み、当該気体の搬送、圧縮および吐出を連続して行う二軸ネジ式圧縮機において、前記二条ネジには、周側面に180度対称な位置に、同一形状でそれぞれネジ溝が形成されており、この二条ネジおよび前記一条ネジが歯合する範囲の投影面における、前記一条ネジの歯先曲線および前記二条ネジの歯先曲線の二曲線によって囲まれる範囲の投影面積が、吐出側の二条ネジ端面に露出した前記ネジ溝の投影面積に等しくなっている。
【0007】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1はこの発明の実施の形態1の二軸ネジ式圧縮機の断面図、図2は図1のA−A断面、B−B断面図である。
この二軸ネジ式圧縮機は、低圧シェルである密閉容器1の下部の第2の容器部1Bに収納された駆動手段である電動機4と、この電動機4のシャフト4aに軸6aが連結されているとともにトロコイド系の歯部6bを有する条数が一の駆動ネジ6と、この一条ネジである駆動ネジ6と歯合し、トロコイド系の歯部7bを有する条数が二の従動ネジ7とを備えている。駆動ネジ6および従動ネジ7の外径寸法は同一であり、それぞれの歯元から歯先までの長さは同一である。
駆動ネジ6および従動ネジ7は、密閉容器1の上部の第1の容器部1Aに収納されており、第2の容器部1Bの内壁面と両ネジ6、7との間で図3のハッチングに示すネジ溝空間17を形成している。なお、この図3においてネジ溝空間17の太線が紙面の表側のネジ溝空間17を示し、ネジ溝空間17の点線が紙面の裏側のネジ溝空間17を示している。このネジ溝空間17は、駆動ネジ6および従動ネジ7は隙間の生じないトロコイド系の歯部6b、7bにより、軸線方向に沿って複数個連続的に形成されている。
なお、駆動ネジ6および従動ネジ7の歯先の強度および加工性を考慮して、歯先にわずかな丸みを与えることが望ましい。
【0008】
また、二軸ネジ式圧縮機は、駆動ネジ6を回転自在に支持する第1の軸受9および第2の軸受8と、第1の軸受9の近傍に設けられた第1のシール13および第2の軸受8の近傍に設けられた第2のシール12と、従動ネジ7を回転自在に支持する第1の軸受11および第2の軸受10と、第1の軸受11の近傍に設けられた第1のシール15および第2の軸受10の近傍に設けられた第2のシール14と、駆動ネジ6第1の軸受9および従動ネジ7の第1の軸受11の直上に駆動ネジ6および従動ネジ7を同期駆動させるためのタイミングギヤ27を備えている。
第1の容器部1Aと第2の容器部1Bとはそれぞれ独立した密閉空間を有している。第1の容器部1Aの下部には、第1の容器部1A内に外部の気体を吸入する吸入口2が形成されており、第1の容器部1Aの上部には、第1の容器部1A内の気体が外部に吐出する吐出口3が形成されている。
【0009】
駆動ネジ6の軸6aと電動機4のシャフト4aとは連結されているが、この軸6aおよびシャフト4aの中心軸線上に沿って、第1の潤滑油通路28が形成されている。この第1の潤滑油通路28は、密閉容器1の下部に設けられた潤滑油貯蔵部29に連通している。この潤滑油貯蔵部29内には潤滑油貯蔵部29内の潤滑油を第1の潤滑油通路28に送るポンプ34が設けられている。第1の潤滑油通路28は中間部で第1の分岐通路30が分岐している。この第1の分岐通路30は第1のシール13に連通している。
第1の潤滑油通路28の出口部は、第2の軸受8および第2のシール12と連通する空間が形成されている。この第1の潤滑油通路28の出口部は、第3の潤滑油通路31を経て、従動ネジ7の軸7aの中心軸線に沿って形成された第2の潤滑油通路32に連通されている。第2の潤滑油通路32は、第2の軸受10および第2のシール14と連通する空間が形成されている。第2の潤滑油通路32の下端部は、第1のシール15と連通した第2の分岐通路33が分岐している。
【0010】
次に、上記構成の動作について図4に基づいて説明する。
先ず、電動機4に通電することで、一条ネジである駆動ネジ6が一方向に回転し、その駆動ネジ6に歯合した従動ネジもそれに連動して反対方向に回転する。そのときの回転速度は、駆動ネジ6と従動ネジ7との回転数の比は2対1である。この駆動ネジ6および従動ネジ7の回転により、気体は、吸入口2から第1の容器部1A内にあるネジ溝空間17に導かれる(図4の(1)、(2)吸入工程参照)。
この閉じたネジ溝空間17に導かれた気体は、上方に移動した後(図4の(3)、(4)搬送工程参照)、縮小され、圧力が上昇し、規定値に達すると、吐出弁18が開き、気体は、吐出口3から第1の容器部1Aの外部に吐出され、冷凍サイクル(図示せず)に吐出される(図4の(5)圧縮工程、図4の(6)圧縮・吐出工程参照)。なお、この図4において、ネジ溝空間17である圧縮室内の太線は紙面の表側であり、点線は紙面の裏側を示している。
【0011】
この実施の形態では、密閉容器1は低圧シェルであり、トロコイドポンプ34の駆動により潤滑油貯蔵部29内の潤滑油は、第1の潤滑油通路4aを通じて第1の軸受9、第2の軸受8、第1のシール13および第2のシール12に供給される。また、潤滑油は、引き続き第3の潤滑油通路31および第2の潤滑油通路32を通じて第2の軸受10、第1の軸受11、第2のシール14および第1のシール15に供給される。従って、各軸受8、9、10、11、各シール11、12、13、14の摩耗量は低減される。
【0012】
ところで、図5は図1の駆動ネジ6および従動ネジ7が歯合しているときの平面図であり、従動ネジ7には、周側面の180度対称な位置に、同一形状の一対のネジ溝21、22が形成されている。
図5において、駆動ネジ6の歯部6bの歯先円と従動ネジ7の歯部7bの歯先円の交点の中で、紙面上方をA点、紙面下方をC点、駆動ネジ6の歯元円と従動ネジ7の歯先円の接点をB点、駆動ネジ6の歯先円と従動ネジ7の歯元円の接点をD点とする。また、従動ネジ7の歯先円とネジ溝空間21、22を画成する曲線との重複点で、時計回りで最も進んだ位置をE1点およびE2点、時計回りで最も遅れ対置をH1点およびH2点、従動ネジ7の歯元円とネジ溝空間21、22を画成する曲線との重複点、時計回りで最も進んだ位置をF1点およびF2点、時計回りで最も遅れた位置をG1点およびG2点とする。
【0013】
図6は一条ネジである駆動ネジ6と二条ネジである従動ネジ7とを歯合した状態において、従動ネジ7の歯先と歯元の中間の円を、従動ネジ7のB1点およびD1点の中点に対して180度反対に位置したI点で切断し、この切断箇所から左右に展開した図である。なお、図6において、A歯は従動ネジ7の歯部7bの一方を示し、B歯は従動ネジ7は180度対称な位置にある他方の歯部7bを示している。
図6において、駆動ネジ6の歯先円と従動ネジ7の歯先円との交点の中で、紙面右方をA1点、紙面左方をC1点、駆動ネジ6の歯元円と従動ネジ7の歯先円との接点をB1点、駆動ネジ6の歯先円と従動ネジ7の歯元円との接点をD1点とする。なお、図6におけるA1点、B1点、C1点、D1点は図5におけるA点、B点、C点、D点である。
【0014】
図5において、従動ネジ7の歯先円弧ABCと駆動ネジ6の歯先円弧ADCによって囲まれた領域ABCDの投影面積と、従動ネジ7のネジ溝21、22であるE1、F1、G1、H1およびE2、F2、G2、H2によって囲まれた範囲の投影面積が同一となるように駆動ネジ6と従動ネジ7の歯形が形成されている。なお、この投影面積は、吐出側の従動ネジ7の端面に露出したネジ溝21、22の投影面積である。
このため、図6中の第1の圧縮室23または第2圧縮室24の内部で従動ネジ7の紙面左右方向および紙面上下方向に作用するガス荷重が釣合うことになる。第3の圧縮室25および第4の圧縮室26以降の圧縮室は駆動ネジ6、従動ネジ7および第1の容器部1Aによって全方向が包囲されているため、従動ネジ7に作用するガス荷重の均衡が保たれることになる。第1の圧縮室23または第2の圧縮室24の紙面上下方向の荷重が釣合っていれば、第1の圧縮室23または第2の圧縮室24から従動ネジ7に作用するスラスト方向の力がゼロとなる。また、第1の圧縮室23または第2の圧縮室24の紙面左右方向の荷重が釣合っていれば、第1の圧縮室23または第2の圧縮室24から作用する従動ネジ7の回転方向への力がゼロとなり、即ち、回転トルクがゼロとなる。従って、スラスト軸受の簡略化、二軸ネジ式圧縮機の電動機4の電力を節減することができる。
【0015】
また、吐出弁18の位置は、図5において、駆動ネジ6と従動ネジ7が噛み合い始める側の従動ネジ7の歯先円と歯元円の間の駆動ネジ6と重ならない部分に設けられている。即ち、図5の中で従動ネジ7の歯先と歯元の間であり、かつ駆動ネジ6の歯先曲線ADよりも時計回りに進んだ位置に設ける。また、駆動ネジ6および従動ネジ7ではなく、それらと接する第1の容器部1Aの上面において、駆動ネジ6の歯先曲線ADから時計回りに進む方向、即ち駆動ネジ6から離れる方向で従動ネジ7の歯先円と歯元円の間に隙間が設けられている。この結果、吐出圧力を吸入圧力に近い値から自由に設定することが可能であり、圧縮した気体を完全に吐出することができる。
【0016】
また、仮に圧縮途中に第1の圧縮室23から気体が漏れたとしても、その気体は、図7に示すように第1の圧縮室23内の圧力よりも低い第2の圧縮室24内に吸収されるため、漏れ損失を低減することができ、低速運転が可能となるため、消費電力の低減が可能となる。
【0017】
なお、駆動ネジ6および従動ネジ7は金属材料で構成されているが、これらは研削加工機や旋盤加工機等によって製作することができる。また、駆動ネジ6および従動ネジ7の荒形状を作成した後に、粒径が10ミクロン以下の研磨剤を使用して、駆動ネジ6および従動ネジ7をかみ合わせながら研磨を行っていく共摺りラッピングを行うことによっても精度の高い駆動ネジ6および従動ネジ7を作製することができる。
【0018】
なお、上記の実施の形態では、一条ネジとして駆動ネジ6を用い、二条ネジとして従動ネジ7を用いたが、一条ネジとして従動ネジを用い、二条ネジとして駆動ネジを用いてもよい。この場合には、回転数の従動ネジに対する駆動ネジの比は、2対1となる。
【0019】
また、この実施の形態では、密閉容器1は、低圧シェルであり、搬送および圧縮した後の気体を外部に直接吐出するようになっており、給油手段としてポンプ34を用いている。
これに対して、搬送および圧縮した後の気体を第2の容器部1Bの内部に吐出し、その後密閉容器1の外部に放出する高圧シェルの場合には、電動機を収納した第2の容器部1Bの内部が吐出圧であり、差圧給油により、潤滑油貯蔵部29内の潤滑油を、第1の潤滑油通路4aを通じて第1の軸受9、第2の軸受8、第1のシール13および第2のシール12に供給することができる。また、潤滑油を、引き続き第3の潤滑油通路31および第2の潤滑油通路32を通じて第2の軸受10、第1の軸受11、第2のシール14および第1のシール15に供給することができる。なお、高圧シェルの場合であっても、低圧シェルと同様にポンプ34を設置してもよい。
【0020】
また、駆動ネジ6および従動ネジ7は金属材料の代わりに樹脂成形によって製作してもよい。
【0021】
また、駆動ネジ6の両端部に設けられた第1のシール13および第2のシール12、並びに従動ネジ7の両端部に設けられた第1のシール15および第2のシール14には、シールリング、ラビリンスシール、チップシールなど漏れ量を少なくすることができるものであればいずれでもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る二軸ネジ式圧縮機によれば、一条ネジおよび二条ネジの回転により、圧縮室内に気体を取り込み、当該気体の搬送、圧縮および吐出を連続して行う二軸ネジ式圧縮機において、前記二条ネジには、周側面に180度対称な位置に、同一形状でそれぞれネジ溝が形成されており、この二条ネジおよび前記一条ネジが歯合する範囲の投影面における、前記一条ネジの歯先曲線および前記二条ネジの歯先曲線の二曲線によって囲まれる範囲の投影面積が、吐出側の二条ネジ端面に露出した前記ネジ溝の投影面積に等しくなっているので、二条ネジに作用するスラスト荷重および回転トルクをほぼゼロにすることで、振動、騒音を低減できるとともに消費電力を節減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1の二軸ネジ式圧縮機の側断面図である。
【図2】図1のA−A線に沿った断面およびB−B線に沿った断面を示す図である。
【図3】図1の駆動ネジと従動ネジとが歯合したときに生じるネジ溝空間を示す図である。
【図4】図1の二条ネジ式圧縮機の動作図である。
【図5】図1の駆動ネジおよび従動ネジが歯合しているときの平面図である。
【図6】図1の駆動ネジと従動ネジとを歯合した状態において、所定の位置で切断した後の展開図である。
【図7】図6の第1の圧宿室から第2の圧縮室に気体が漏れる様子を示す図である。
【符号の説明】
1 密閉容器、2 吸入口、3 吐出口、4 電動機(駆動手段)、6 駆動ネジ(一条ネジ)、7 従動ネジ(二条ネジ)、8 第2の軸受、9 第1の軸受、10 第2の軸受、11 第1の軸受、12 第2のシール、13 第1のシール、14 第2のシール、15 第1のシール、17 ネジ溝空間、18 吐出弁、21 ネジ溝、22 ネジ溝、23 第1の圧縮室、24 第2の圧縮室、25 第3の圧縮室、26 第4の圧縮室、28 第1の潤滑油通路、31第3の潤滑油通路、32 第2の潤滑油通路。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a twin-screw compressor that is used in, for example, refrigeration and air conditioning equipment, and that sucks and compresses low-pressure gas and discharges high-pressure gas.
[0002]
[Prior art]
Conventional twin-screw compressors are generally known by the name of screw compressors. As an example, in a screw compressor disclosed in Patent Document 1, for example, the ratio of the number of threads between a driving screw and a driven screw is 1: 2, and the diameter of the addendum circle of both screws is the driven screw having the larger number of threads. And the tooth profile of both screws is a trochoid-based tooth profile conjugate to each other, so that both screws and the casing that contains them theoretically completely close and maximize the volume The screw groove space is defined, and a discharge port is provided between the tip circle and the root circle of the driven screw on the inner end surface of the casing.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-20885 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional two-shaft screw compressor, although the sealing performance of the single screw and the double screw is considered, the width and inclination of the tooth portion and the screw groove of each screw are not balanced. Therefore, a thrust load and a rotating torque are generated in the double thread during the compression process, so that there is a problem that vibration and noise are large, power consumption is large, and an expensive thrust bearing must be used.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems. By reducing the thrust load and the rotational torque acting on the double thread screw to almost zero, vibration and noise can be reduced and power consumption can be reduced. It is an object of the present invention to obtain a twin-screw type compressor capable of saving energy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the twin-screw compressor according to the present invention, the rotation of the single-start screw and the double-start screw takes in a gas into the compression chamber, and conveys, compresses, and discharges the gas. In the double thread, a thread groove is formed in the same shape at a position symmetrical with respect to the peripheral side surface by 180 degrees, and the tip of the single thread is projected on a projection surface in a range where the double thread and the single thread mesh with each other. The projected area of the range surrounded by the curve and the tooth curve of the double thread is equal to the projected area of the screw groove exposed on the end face of the double thread on the discharge side.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a twin-screw compressor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA and BB of FIG.
In this twin-screw screw compressor, an electric motor 4 which is driving means housed in a second container portion 1B below a closed container 1 which is a low-pressure shell, and a shaft 6a connected to a shaft 4a of the electric motor 4. And a single drive screw 6 having trochoidal teeth 6b and a driven screw 6 having two trochoidal teeth 7b. It has. The outer diameters of the driving screw 6 and the driven screw 7 are the same, and the length from the root to the tip is the same.
The drive screw 6 and the driven screw 7 are housed in the first container portion 1A at the upper part of the closed container 1, and the hatching in FIG. 3 is provided between the inner wall surface of the second container portion 1B and the screws 6, 7. The thread space 17 shown in FIG. In FIG. 3, the thick line of the thread groove space 17 indicates the screw groove space 17 on the front side of the drawing, and the dotted line of the screw groove space 17 indicates the screw groove space 17 on the back side of the drawing. In the screw groove space 17, a plurality of drive screws 6 and driven screws 7 are continuously formed along the axial direction by trochoidal teeth 6b, 7b having no gap.
In consideration of the strength and workability of the tooth tips of the driving screw 6 and the driven screw 7, it is desirable to slightly round the tooth tips.
[0008]
Further, the twin-screw compressor includes a first bearing 9 and a second bearing 8 that rotatably support the driving screw 6, a first seal 13 provided near the first bearing 9, and a second bearing 9. A second seal 12 provided near the second bearing 8, a first bearing 11 and a second bearing 10 for rotatably supporting the driven screw 7, and a second seal 12 provided near the first bearing 11. The second seal 14 provided near the first seal 15 and the second bearing 10, and the drive screw 6 and the driven screw 6 directly above the first bearing 11 of the drive screw 6 first bearing 9 and the driven screw 7. A timing gear 27 for synchronously driving the screw 7 is provided.
The first container section 1A and the second container section 1B have independent closed spaces. A suction port 2 for sucking an external gas into the first container 1A is formed at a lower portion of the first container 1A, and a first container 1 is provided at an upper portion of the first container 1A. A discharge port 3 from which the gas in 1A is discharged to the outside is formed.
[0009]
The shaft 6a of the drive screw 6 is connected to the shaft 4a of the electric motor 4, and a first lubricating oil passage 28 is formed along the center axis of the shaft 6a and the shaft 4a. The first lubricating oil passage 28 communicates with a lubricating oil storage unit 29 provided at the lower part of the closed container 1. A pump 34 for feeding the lubricating oil in the lubricating oil storage unit 29 to the first lubricating oil passage 28 is provided in the lubricating oil storage unit 29. The first lubricating oil passage 28 has an intermediate portion where the first branch passage 30 is branched. The first branch passage 30 communicates with the first seal 13.
A space that communicates with the second bearing 8 and the second seal 12 is formed at the outlet of the first lubricating oil passage 28. The outlet of the first lubricating oil passage 28 communicates with the second lubricating oil passage 32 formed along the central axis of the shaft 7 a of the driven screw 7 via the third lubricating oil passage 31. . In the second lubricating oil passage 32, a space communicating with the second bearing 10 and the second seal 14 is formed. At the lower end of the second lubricating oil passage 32, a second branch passage 33 that is in communication with the first seal 15 is branched.
[0010]
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIG.
First, when the electric motor 4 is energized, the drive screw 6 which is a single thread rotates in one direction, and the driven screw meshed with the drive screw 6 also rotates in the opposite direction in conjunction therewith. At this time, the rotation speed ratio between the driving screw 6 and the driven screw 7 is 2: 1. By the rotation of the driving screw 6 and the driven screw 7, the gas is guided from the suction port 2 to the screw groove space 17 in the first container 1A (see (1) and (2) suction processes in FIG. 4). .
The gas guided to the closed thread space 17 is moved upward (see the transfer steps (3) and (4) in FIG. 4), and then contracted. When the pressure increases and reaches a specified value, the gas is discharged. The valve 18 is opened, and the gas is discharged from the discharge port 3 to the outside of the first container portion 1A and discharged to a refrigeration cycle (not shown) ((5) compression step in FIG. 4, (6) in FIG. ) Refer to the compression / discharge process). In FIG. 4, the bold line in the compression chamber, which is the screw groove space 17, is the front side of the paper, and the dotted line is the back side of the paper.
[0011]
In this embodiment, the sealed container 1 is a low-pressure shell, and the lubricating oil in the lubricating oil storage unit 29 is driven by the trochoid pump 34 through the first lubricating oil passage 4a to form the first bearing 9 and the second bearing. 8, is supplied to the first seal 13 and the second seal 12. Further, the lubricating oil is continuously supplied to the second bearing 10, the first bearing 11, the second seal 14, and the first seal 15 through the third lubricating oil passage 31 and the second lubricating oil passage 32. . Therefore, the amount of wear of each bearing 8, 9, 10, 11 and each seal 11, 12, 13, 14 is reduced.
[0012]
FIG. 5 is a plan view when the driving screw 6 and the driven screw 7 of FIG. 1 are engaged with each other. The driven screw 7 has a pair of screws of the same shape at 180 ° symmetrical positions on the peripheral side surface. Grooves 21 and 22 are formed.
In FIG. 5, among the intersections of the addendum circle of the tooth portion 6b of the drive screw 6 and the addendum circle of the tooth portion 7b of the driven screw 7, point A is above the paper surface, point C is below the paper surface, and the tooth of the drive screw 6 is shown. The contact point between the base circle of the driven screw 7 and the tip circle of the driven screw 7 is defined as point B, and the contact point of the tip circle of the drive screw 6 and the root circle of the driven screw 7 is defined as point D. Also, at the overlapping point of the tooth tip circle of the driven screw 7 and the curve defining the thread groove spaces 21 and 22, the most advanced positions in the clockwise direction are E1 and E2 points, and the most delayed position in the clockwise direction is the H1 point. And H2 point, the overlap point of the root circle of the driven screw 7 with the curve defining the thread groove spaces 21 and 22, the most advanced positions in the clockwise direction are the F1 and F2 points, and the most delayed positions in the clockwise direction. G1 point and G2 point.
[0013]
FIG. 6 shows a state in which the drive screw 6 as a single thread and the driven screw 7 as a double thread are meshed with each other, and the circle between the tooth tip and the root of the driven screw 7 is set to the B1 point and D1 point of the driven screw 7. FIG. 10 is a view cut at a point I located 180 degrees opposite to the middle point of FIG. In FIG. 6, the tooth A indicates one of the teeth 7b of the driven screw 7, and the tooth B indicates the other tooth 7b of the driven screw 7 which is 180 degrees symmetric.
6, among the intersections of the addendum circle of the drive screw 6 and the addendum circle of the driven screw 7, point A1 is on the right side of the drawing, point C1 is on the left side of the drawing, and the root circle of the driving screw 6 and the driven screw are not shown. The contact point between the tip circle of the driving screw 6 and the root circle of the driven screw 7 is point D1. Note that points A1, B1, C1, and D1 in FIG. 6 are points A, B, C, and D in FIG.
[0014]
In FIG. 5, the projected area of the area ABCD surrounded by the tooth tip arc ABC of the driven screw 7 and the tooth tip ADC ADC of the driving screw 6, and E1, F1, G1, and H1, which are the screw grooves 21 and 22 of the driven screw 7, respectively. The tooth shapes of the driving screw 6 and the driven screw 7 are formed such that the projection areas of the areas surrounded by E2, F2, G2, and H2 are the same. The projected area is the projected area of the thread grooves 21 and 22 exposed on the end face of the driven screw 7 on the ejection side.
Therefore, the gas loads acting on the driven screw 7 in the left-right direction and the vertical direction in the drawing of the driven screw 7 in the first compression chamber 23 or the second compression chamber 24 in FIG. 6 are balanced. Since the compression chambers after the third compression chamber 25 and the fourth compression chamber 26 are surrounded in all directions by the drive screw 6, the driven screw 7, and the first container 1A, the gas load acting on the driven screw 7 Will be balanced. If the load in the vertical direction on the paper of the first compression chamber 23 or the second compression chamber 24 is balanced, the thrust force acting on the driven screw 7 from the first compression chamber 23 or the second compression chamber 24. Becomes zero. If the load in the left-right direction of the paper of the first compression chamber 23 or the second compression chamber 24 is balanced, the rotational direction of the driven screw 7 acting from the first compression chamber 23 or the second compression chamber 24 Is zero, that is, the rotational torque is zero. Therefore, the thrust bearing can be simplified and the electric power of the electric motor 4 of the twin screw compressor can be reduced.
[0015]
In FIG. 5, the position of the discharge valve 18 is provided at a portion of the driven screw 7 on the side where the driving screw 6 and the driven screw 7 start to mesh with each other and between the tooth circle and the root circle of the driven screw 7 so as not to overlap. I have. That is, it is provided at a position between the tooth tip and the root of the driven screw 7 in FIG. 5 and further clockwise than the tooth tip curve AD of the driving screw 6. In addition, on the upper surface of the first container portion 1A which is in contact with the driven screw 6 and the driven screw 7, the driven screw is moved in a clockwise direction from the tooth tip curve AD of the driven screw 6, that is, in a direction away from the driven screw 6. A gap is provided between the addendum circle and the root circle of No. 7. As a result, the discharge pressure can be freely set from a value close to the suction pressure, and the compressed gas can be completely discharged.
[0016]
Also, even if the gas leaks from the first compression chamber 23 during the compression, the gas enters the second compression chamber 24 lower than the pressure in the first compression chamber 23 as shown in FIG. Since the absorption is absorbed, the leakage loss can be reduced, and the low-speed operation can be performed, so that the power consumption can be reduced.
[0017]
Although the driving screw 6 and the driven screw 7 are made of a metal material, they can be manufactured by a grinding machine, a lathe machine or the like. Further, after the rough shapes of the driving screw 6 and the driven screw 7 are created, co-sliding lapping in which the polishing is performed while engaging the driving screw 6 and the driven screw 7 using an abrasive having a particle size of 10 μm or less. By doing so, the driving screw 6 and the driven screw 7 with high accuracy can be manufactured.
[0018]
In the above-described embodiment, the driving screw 6 is used as the single thread and the driven screw 7 is used as the double thread. However, the driven screw may be used as the single thread and the driving screw may be used as the double thread. In this case, the ratio of the driving screw to the driven screw of the rotational speed is 2: 1.
[0019]
Further, in this embodiment, the sealed container 1 is a low-pressure shell, which directly discharges the gas after being conveyed and compressed to the outside, and uses a pump 34 as a refueling means.
On the other hand, in the case of a high-pressure shell that discharges the gas after being conveyed and compressed into the second container portion 1B and then discharges the gas to the outside of the closed container 1, the second container portion containing the electric motor is used. 1B is a discharge pressure, and lubricating oil in the lubricating oil storage unit 29 is supplied to the first bearing 9, the second bearing 8, and the first seal 13 through the first lubricating oil passage 4a by differential pressure lubrication. And the second seal 12. Further, the lubricating oil is continuously supplied to the second bearing 10, the first bearing 11, the second seal 14, and the first seal 15 through the third lubricating oil passage 31 and the second lubricating oil passage 32. Can be. In addition, even in the case of the high-pressure shell, the pump 34 may be installed similarly to the low-pressure shell.
[0020]
Further, the drive screw 6 and the driven screw 7 may be manufactured by resin molding instead of the metal material.
[0021]
The first seal 13 and the second seal 12 provided at both ends of the drive screw 6 and the first seal 15 and the second seal 14 provided at both ends of the driven screw 7 have seals. Any material such as a ring, a labyrinth seal, and a tip seal may be used as long as the amount of leakage can be reduced.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the twin-screw compressor according to the present invention, the rotation of the single screw and the double screw takes in the gas into the compression chamber, and continuously transports, compresses, and discharges the gas. In the shaft-screw type compressor, the double-threaded screw is formed with a screw groove of the same shape at a position symmetrical to the peripheral side at 180 degrees. In the above, the projected area of the range surrounded by the two curves of the tip curve of the single thread and the tip curve of the double thread is equal to the projected area of the screw groove exposed on the end face of the double thread on the discharge side. By making the thrust load and rotational torque acting on the double thread substantially zero, vibration and noise can be reduced and power consumption can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a twin-screw type compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along line AA and a cross section taken along line BB in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a thread groove space generated when the driving screw and the driven screw of FIG. 1 are meshed with each other.
FIG. 4 is an operation diagram of the double thread type compressor of FIG. 1;
FIG. 5 is a plan view when the driving screw and the driven screw of FIG. 1 are in mesh with each other.
FIG. 6 is a developed view after cutting at a predetermined position in a state where the driving screw and the driven screw of FIG. 1 are engaged with each other.
FIG. 7 is a diagram showing a state in which gas leaks from a first compression chamber to a second compression chamber in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 sealed container, 2 suction port, 3 discharge port, 4 motor (drive means), 6 drive screw (single thread), 7 driven screw (double thread), 8 second bearing, 9 first bearing, 10 second Bearing, 11 first bearing, 12 second seal, 13 first seal, 14 second seal, 15 first seal, 17 screw groove space, 18 discharge valve, 21 screw groove, 22 screw groove, 23 first compression chamber, 24 second compression chamber, 25 third compression chamber, 26 fourth compression chamber, 28 first lubricating oil passage, 31 third lubricating oil passage, 32 second lubricating oil aisle.

Claims (5)

トロコイド系の歯部を有する一条ネジと、
この一条ネジと歯合し前記歯部と共役なトロコイド系の歯部を有する二条ネジと、
この二条ネジおよび前記一条ネジを内包し、前記一条ネジおよび前記二条ネジの間で軸線方向に沿って複数個のネジ溝空間である圧縮室を形成する第1の容器部を有する密閉容器と、
前記一条ネジおよび前記二条ネジのそれぞれの両端部を回転自在に支持した第1の軸受および第2の軸受と、
前記第1の軸受および前記第2の軸受のそれぞれの近傍に設けられ、前記第1の容器部の密閉性を確保する第1のシールおよび第2のシールを備え、
前記一条ネジおよび前記二条ネジの回転により、前記圧縮室内に気体を取り込み、当該気体の搬送、圧縮および吐出を連続して行う二軸ネジ式圧縮機において、
前記二条ネジには、周側面に180度対称な位置に、同一形状でそれぞれネジ溝が形成されており、この二条ネジおよび前記一条ネジが歯合する範囲の投影面における、前記一条ネジの歯先曲線および前記二条ネジの歯先曲線の二曲線によって囲まれる範囲の投影面積が、吐出側の二条ネジ端面に露出した前記ネジ溝の投影面積に等しい二軸ネジ式圧縮機。
A single-start screw having trochoidal teeth,
A double-threaded screw having a trochoidal tooth portion conjugated with the single-threaded screw and the tooth portion;
An airtight container including a first container portion including the double screw and the single screw and forming a compression chamber that is a plurality of screw groove spaces along the axial direction between the single screw and the double screw;
A first bearing and a second bearing rotatably supporting both ends of the single thread and the double thread;
A first seal and a second seal provided near each of the first bearing and the second bearing to ensure the hermeticity of the first container portion;
By the rotation of the single-thread screw and the double-thread screw, a gas is taken into the compression chamber, and the conveyance, compression, and discharge of the gas are performed in a twin-screw screw compressor.
The double-threaded screw is formed with a thread groove of the same shape at a position symmetrical with respect to the peripheral side surface at 180 degrees. A twin-screw compressor in which a projected area in a range surrounded by two curves of a front curve and a tooth curve of the double thread is equal to a projected area of the screw groove exposed on a discharge-side double thread end face.
前記密閉容器は、前記第1の容器部と、この容器部に連設されているとともに駆動手段が収納された第2の容器部とから構成され、
前記一条ネジおよび前記二条ネジの何れか一方は、前記駆動手段に連結されているとともに駆動手段の駆動により回転する駆動ネジであり、前記一条ネジおよび前記二条ネジの何れか他方は、駆動ネジの回転に連動して回転する従動ネジである請求項1に記載の二軸ネジ式圧縮機。
The hermetic container includes the first container portion, and a second container portion connected to the container portion and containing a driving unit,
One of the single screw and the double screw is a drive screw connected to the driving means and rotated by driving the driving means, and one of the single screw and the double screw is the other of the driving screws. The twin-screw compressor according to claim 1, wherein the driven screw is a driven screw that rotates in conjunction with the rotation.
前記一条ネジには、その軸線に沿って潤滑油が通る第1の潤滑油通路が形成され、前記二条ネジには、その軸線に沿って潤滑油が通る第2の潤滑油通路が形成され、さらに前記一条ネジと前記二条ネジとの間には、この第2の潤滑油通路と前記第1の潤滑油通路とを連結する第3の潤滑油通路が設けられ、前記第1の潤滑油通路、前記第2の潤滑油通路および前記第3の潤滑油通路を通じて前記第1の軸受、前記第2の軸受、前記第1のシールおよび前記第2のシールに潤滑油が供給されるようになっている請求項1ないし請求項2の何れかに記載の二軸ネジ式圧縮機。A first lubricating oil passage through which the lubricating oil passes is formed along the axis of the single thread, and a second lubricating oil passage through which the lubricating oil passes along the axis of the double thread, Further, a third lubricating oil passage connecting the second lubricating oil passage and the first lubricating oil passage is provided between the single thread and the double thread, and the first lubricating oil passage is provided. Lubricating oil is supplied to the first bearing, the second bearing, the first seal, and the second seal through the second lubricating oil passage and the third lubricating oil passage. The twin-screw compressor according to any one of claims 1 to 2. 前記密閉容器は、低圧シェルであり、搬送および圧縮した後の前記気体を密閉容器の外部に直接吐出するようになっている請求項1から請求項3の何れかに記載の二軸ネジ式圧縮機。The twin-screw compression according to any one of claims 1 to 3, wherein the closed container is a low-pressure shell, and is configured to directly discharge the gas after being conveyed and compressed to the outside of the closed container. Machine. 前記密閉容器は、高圧シェルであり、搬送および圧縮した後の前記気体を密閉容器の内部に吐出し、その後外部に放出するようになっている請求項1から請求項3の何れかに記載の二軸ネジ式圧縮機。4. The airtight container according to claim 1, wherein the airtight container is a high-pressure shell, and discharges the gas after being conveyed and compressed into the airtight container, and thereafter discharges the gas to the outside. Twin screw compressor.
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